2022 Fiscal Year Annual Research Report
Development of non-destructive elemental analysis method using negative muon beam
| Project Area | Toward new frontiers : Encounter and synergy of state-of-the-art astronomical detectors and exotic quantum beams |
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| Project/Area Number |
18H05460
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
二宮 和彦 大阪大学, 放射線科学基盤機構附属ラジオアイソトープ総合センター, 准教授 (90512905)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
齋藤 努 国立歴史民俗博物館, 大学共同利用機関等の部局等, 教授 (50205663)
大澤 崇人 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 原子力科学研究所 物質科学研究センター, 研究主幹 (70414589)
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| Project Period (FY) |
2018-06-29 – 2023-03-31
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| Keywords | 負ミュオン / ミュオン原子 / 非破壊分析 / ミュオン特性X線 / 三次元分析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
負ミュオンによる非破壊分析実験を進めるにあたって、三次元の元素分析システムの開発とそれを用いた文化財研究を行った。さらにこれまで開発した微少試料分析の測定システムを用いた小惑星リュウグウの試料分析の詳細な解析を進めた。ミュオン実験はJ-PARCおけるS型実験課題（2019MS01）として実施した。これらの研究は、領域内の他の研究グループ、特にA01班、C01班、C02班とは強力な協力関係を構築することで推進した。
三次元元素分析システムの開発においては、2021年度まで開発を進めていたCdTeイメージング検出器について、4台をミュオン実験で利用するための専用実験システムとして整備し、各種試験を行った。このシステムは、検出器を回転させることにより複数角度での二次元像を取得し、それを組み合わせることで三次元的が元素分布を再構成するものである。バックグラウンドの評価のためのミュオンビーム実験を行った後、その結果のフィードバックによる実験システムの改良を行い、2023年1月に文化財への適用実験を行った。江戸期に実際に使用されていたるつぼについて、分析を行い、主要成分であるSiO2の三次元の元素分布を取得した。
2021年度実施した、小惑星リュウグウの石の分析結果の解析を進めた。具体的にはモンテカルロ計算によるシミュレーションと、宇宙観測で利用される解析手法を適用した。これにより、小惑星リュウグウは地球上で手に入る最も始源的な物質である炭素質隕石（ＣＩ）と比べて明確に酸素濃度が低く、ＣＩが地球物質の汚染を受けていることを示唆する結果が得られた。
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| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] Non-Destructive Composition Identification for Mixtures of Iron Compounds Using a Chemical Environmental Effect on a Muon Capture Process2022
Author(s)
Kazuhiko Ninomiya, Meito Kajino, Akihiro Nambu, Makoto Inagaki, Takuto Kudo, Akira Sato, Kentaro Terada, Atsushi Shinohara, Dai Tomono, Yoshitaka Kawashima, Yoichi Sakai, Tsutomu Takayama
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Journal Title
Bulletin of the Chemical Society of Japan
Volume: 95
Pages: 165768-165768
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Presentation] Development of non-destructive and depth-selective quantification method of sub-percent carbon contents in steel by negative muon lifetime measurement2022
Author(s)
I-Huan Chiu, Kenya Kubo, Kazuhiko Ninomiya, Shunsuke Asari, Makoto Inagaki, Go Yoshida, Soshi Takeshita, Koichiro Shimomura, Naritoshi Kawamura, Patrick Strasser, Yasuhiro Miyake, Takashi Ito, Wataru Higemoto, Tsutomu Saito
Organizer
15th International Conference on Muon Spin Rotation, Relaxation and Resonance
Int'l Joint Research
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