2016 Fiscal Year Research-status Report
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15K12444
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
中村 俊夫 名古屋大学, 宇宙地球環境研究所, 招へい教員 (10135387)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山田 哲也 公益財団法人元興寺文化財研究所, 研究部, 研究員 (80261212)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 炭酸カルシウム / モルタル / 14C年代測定 / 加速器質量分析 / 古建築物文化財 / 混和剤 / 段階分解生成物 / コンクリート |
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| Outline of Annual Research Achievements |
モルタルは，大気中の二酸化炭素を吸収して，炭酸カルシウムを形成して固化する．固化の際に吸収された二酸化炭素が時計として14C年代測定に用いられる．モルタルの固化に基づく年代測定法は，1960年代から認識されていたが，モルタルを用いた建築物から多量のモルタルを採取してβ線計測法を適用することは難しかった．この分析試料採取の困難から，むしろ，建築に使用された木材を用いた年輪年代法の適用や，木材試料の14C年代測定が利用されてきた．しかし，建築物文化財の正確な建築・修復年代を求めるには，今日では，一つの方法による結果では不十分であり，独立な複数の方法による測定結果の比較検討と総合解析が不可欠である．本研究を推進するために，さまざまなモルタル試料に固定され含有されている炭素の量を調査した．モルタル試料は回収できる場所が少ないため，モルタルの一種であるコンクリートも含めて分析試料とした．モルタルの粉末をリン酸分解して回収される二酸化炭素の量は，同一の対象から採取した試料についてほぼ一致する値を示した．他方，採取場所を異にする試料では，回収される二酸化炭素の量は数％から数十％と幅を持つ．採取する試料に含まれるCaCO2以外の不純物の混入が変動の原因である．それらの試料が示す14C年代も大きく変動した．数百年前から1958年以降の核実験起源14Cの混入を示唆する14C濃度も得られた．製作年代が確実に明白なモルタル試料の採取とモルタル固化の実験が，やはり不可欠であることが確認された．
本年度の終わりに，やっと，年代がほぼ明確なモルタル試料を入手することができた．これらの試料について分析を進めてモルタル試料を対象とした年代測定法を確立させる．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
研究の執行状況を評価すると，研究の達成度は，やや遅れ気味である．最大の理由は，明確な年代を保持して使用されているモルタルの採取が難しい点にある．築年が明確な建築物に素材の一部として使用されているモルタルを検討しているが，数，量としても，計画している研究に必要なものが入手できないでいる．
しかしながら，コンクリートの建築物は身近にたくさん有り，それらの試料を用いて，CO2回収検討に係わる実験を進めてきた．その結果から見ると，それらの資料の示す14C年代は幅広い範囲を示しており，それらは必ずしも，使用年代（形成年代）を示すものではない．はやり，ある程度，使用年代が明確なモルタル試料の入手が不可欠である．
本年度の終わりに，やっと，年代がほぼ明確なモルタル試料を入手することができたことから，研究を進めることが可能となっている．
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度末に，使用時期が確定したモルタル資料の入手ができたことから，これらの試料を用いて，下記のような項目を確認しながら，分析研究を進める．(1) 炭酸カルシウム（石灰岩）粉末の加熱による酸化カルシウム（CaO）の生成プロセスにおいて，どのような加熱条件で，石灰岩に含まれる炭素が完全に除去できるのか．この過程で，始原原料の石灰岩の炭素がどの程度，どのようにモルタル内に残留するのかを調べる．除去が不十分で古い炭素の残留があれば，モルタルの14C年代測定では，実際よりも古い年代が得られる傾向が予想される． (2) 実際のモルタル年代測定試料では，混和剤として植物片が入っている試料に着目し，植物片とモルタルの14C年代を比較する．このような条件を持つ資料の入手もできている．(3) 最近提案されている，モルタルから炭素の段階抽出（モルタルの分解段階に応じた）と段階的に抽出される二酸化炭素の14C年代の比較を合わせて行う．これは，モルタルの原料に混和剤として混合する砂粒に石灰岩の細粒が混入することを考慮した検討項目であり，モルタル資料の顕微鏡観察や元素分析などにより，石灰岩粒子の有無を検討する．(4) 上記の実験で使用したモルタルを過度の劣悪環境（水分，温度条件など）に置いて，大気中の二酸化炭素との炭素交換の程度を見積もる．
以上の作業を推進する予定である．
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| Causes of Carryover |
本年度は，研究代表者の退職，研究室の大幅な移転，14C測定装置の大故障による運転停止などの諸問題が相次いだことから，研究を本格的に進めることが困難であった．しかしながら，関連する分析装置について，本年度中に改修・整備することができ，本研究を進展させるめどが立っている．このように，研究の推進が，諸事情でやむを得ず中断したため，消耗品などを購入する予算を次年度に送ることにした．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
研究を中断せざるを得なかった，諸問題がほぼ解決したことから，最終年度である次年度に研究を進め，本分析方法の確立を目指す．
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