マルチアソトープ年代学から解き明かす原始太陽系星雲中における揮発性元素凝縮過程

2019 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 17K14423
• Research Institution: Japan Atomic Energy Agency
• Principal Investigator: 横山 立憲 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 核燃料・バックエンド研究開発部門 東濃地科学センター, 研究職 (10750846)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: マルチアイソトープ年代学 / アルカリ元素に富む惑星物質

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、惑星物質に認められる「アルカリ元素に富む惑星物質」に着目し、その同位体年代学研究から原始太陽系星雲中で起きた元素分別過程へ制約を与えることを目的としている。長半減期核種を親核種とする87Rb-87Sr, 40K-40Ca同位体系による年代測定に加え、消滅核種135Csを親核種とする135Cs-135Ba同位体系を用いた高時間分解なマルチアイソトープの年代学研究を進める。
平成31（令和元）年度は、同位体希釈法によるK及びCa濃度の定量に必要な濃縮同位体（Oak Ridge National Laboratory製K-40（濃縮率 3.1500%）10 mg及びCa-46（濃縮率 30.8900%）1 mg）を入手し、その調製を行った。この濃縮同位体は、貴重かつ高価であり納品までに時間を要したが、40K-40Ca同位体系での年代測定において、等時線（アイソクロン）を取得する上で横軸（元素比）の精確さに影響する。すなわち本研究において、精確な年代測定を行う上では、必要不可欠なものである。この濃縮同位体については、調製後に同位体組成が既知の標準試料を用いて逆定量分析を実施する予定としていたが、各種同位体分析に用いている国立科学博物館所有の表面電離型質量分析装置に備えられている検出器の一部が不調となり、その修理に時間を要した。さらに、年度末に予定していた分析に係る出張も新型コロナウイルス感染拡大に伴い中止した。これらの理由により、研究計画に遅延が生じたため、本研究は1年間の研究期間の延長を申請した。
今後は、引き続き濃縮同位体の調製及びその逆定量を進めるとともに、実試料（アルカリに富む惑星物質）の87Rb-87Sr, 40K-40Ca, 135Cs-135Ba同位体系による年代測定を進める。

Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

各元素の定量に必要な濃縮同位体の入手・調製に時間を要した。今後はその調製及び逆定量分析を予定している。分析装置の不調もあり、研究の進捗状況は計画より遅れている。

Strategy for Future Research Activity

今後は、濃縮同位体の逆定量分析を実施し、実試料（アルカリに富む惑星物質）について分析を進める。装置の不調により研究計画に遅延が生じる場合、あるいはマシンタイムが十分に確保できない場合には、同様の装置を所有する国立科学博物館以外の他の研究機関での分析も検討する。135Cs-135Ba同位体系での年代測定に注力し、これまでの研究で得られている87Rb-87Sr, 40K-40Ca年代測定結果と比較することで議論を展開する。

Causes of Carryover

装置の不調や年度末の新型コロナウイルス感染拡大に伴い、試料調製や分析のために積算していた出張に係る旅費及び消耗品費の使用計画に変更・遅延が生じたため、次年度使用額が生じた。令和2年度では、これらの延期した出張の旅費及び試料調製や分析のための消耗品費として使用する予定である。