Searcg for the signatures of solar super-flare in lunar regolith grains

2017 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 17K18807
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 野口 高明 九州大学, 基幹教育院, 教授 (40222195)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 日高 洋 名古屋大学, 環境学研究科, 教授 (10208770) ; 岡崎 隆司 九州大学, 理学研究院, 助教 (40372750)
• Project Period (FY): 2017-06-30 – 2020-03-31
• Keywords: ソーラーフレアトラック / 可視化 / 照射実験

Outline of Annual Research Achievements

初年度の予定は，カンラン岩中のカンラン石の転位の可視化であった。研究に適切なカンラン岩は，北大を定年退官されている新井田先生にご相談して，2種類を分けていただいた。まずは，Kholstedの可視化条件（900℃，大気中，1時間）では，転位の可視化が起きることを確認した。
科研費の当初計画にはなかったが，高エネルギー粒子の照射実験も行った。面欠陥である転位（可視化されるのは，その面欠陥の縁にあたる転位線とよばれる高歪み領域である）と高エネルギー粒子線によって鉱物の結晶構造が壊されて作られるソーラーフレアトラック（太さ約2 nmの線状の非晶質領域）という両者の構造の違いも考慮に入れる必要があると考えたためである。
高エネルギー粒子線を鉱物に照射して下さる研究所を探したところ，量子科学技術研究開発機構高崎応用量子研究所の山本博士が，博士の実験時間内にカンラン石の照射を組み込んで下さることになった。カンラン石の両面研磨試料を準備した。コロイダルシリカによる化学研磨まで行い，機械研磨によって形成された表面の非晶質層の除去も行い，照射実験後の加熱処理でパーティクルトラックの変化が分かりやすくなるようにしたものを準備した。これらに，10^10から10^11本/cm^2の数密度で1 MeVの4He+を照射していただいた。この数密度は，月で数千年間のソーラーフレアを照射されたことに相当する。照射後の試料は，低加速電圧でFE-SEM観察および光学顕微鏡観察を行った。数千年の高エネルギー4He+イオンの照射のみでは，照射部位に光学顕微鏡ではパーティクルトラックは観察できない。また，FE-SEMで小差部位を観察したところ，ほとんど変化は見られない。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

実験自体はカンラン石の転位をKohlstedの実験条件では再現できた。また，転位とパーティクルトラックの構造の違いを考えて，当初予定にはなかった高エネルギー4He+イオンの照射実験も年度内に行うことができた。

Strategy for Future Research Activity

Kohlstedtの条件からどこまで加熱温度を下げても，転位が顕微鏡レベルでは可視化されるかを調べる。
また，高エネルギー4He+イオン照射実験試料（かんらん石）と月ソイル中の輝石粒子も使って，300℃付近でのソーラーフレアトラック可視化実験を行う。
もし，光学顕微鏡レベルの可視化が難しいということになった場合，透過電子顕微鏡レベルでトラックが容易に観察できるようになっていれば，大きな月ソイル粒子を使ったトラック計測に進む。

Causes of Carryover

月ソイル試料を扱うクリーンブースのエアフィルタが詰まっていることが判明したため，この交換作業代を準備したが，年度内に業者が作業に来ることができなかった。そのため，この交換作業代を次年度に繰り越して使用した。