Development on non-destructive characterization of extraterrestrial materials including organics

2019 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18H03739
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 寺田 健太郎 大阪大学, 理学研究科, 教授 (20263668)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 佐藤 朗 大阪大学, 理学研究科, 助教 (40362610) ; 友野 大 大阪大学, 核物理研究センター, 特任助教(常勤) (40415245) ; 新倉 潤 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 助教 (50644720) ; 河井 洋輔 大阪大学, 理学研究科, 助教 (90726671)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: Muon / 非破壊分析 / 隕石 / 特性X線分析

Outline of Annual Research Achievements

本計画は、ミューオン非破壊分析の高度化を目指すものであり、(1)イメージングの取得、および、(2)低バックグラウンド化を開発の大きな柱に据えている。

(1)のイメージング技術の開発としてはドリフトチェンバーを採用した。入射ミューオンの位置情報とミューオン特性X線とを同期させることで、サンプルの元素分布を調べる方法で、設計および製作がほぼ終わり、プロトンビームを用いた入射情報の動作確認は終わっている。
(2)に関し、バッググラウンドノイズの主な原因は主要元素の特性X線のコンプトン散乱成分であることがわかっている。そこでGe検出器から漏れ出るコンプトン散乱成分をモニターし反同期をとるコンプトンサプレッサーとしてBGOシンチレーターを採用し、設計と製作した。新型コロナ感染拡大の余波で海外のMUON施設が利用できなくなったことから、ミューオンビームの代わりに10MeVまでの幅広いガンマ線を照射することで、同システムの性能評価（直線性、エネルギー分解能、検出効率など）を行った。結果、コンプトンサプレッサーを用いることで137Cs, 60Coのコンプトン成分を50-60%削減することに成功した。
今後は、ドリフトチェンバーおよびコンプトンサプレッサーを組み上げ一体化したシステムで、実際にMuonビームを用いた照射実験を行い、総合的な性能評価を行う予定である。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

新型コロナの感染拡大のため、海外(スイス・パウル・シェラー研究所)でのミューオン実験への参加ができなかったため。また国内の加速器施設のアップデート工事が遅延し、ミューオンビームラインの仕様ができないため

Strategy for Future Research Activity

海外への渡航規制が緩和されつつあり、今年度中のスイス・パウル・シェラー研究所での実験は参加可能な見込み。これにより、当初の予定の実験が期待できる

Research Products

• [Int'l Joint Research] パウル・シェラー研究所(スイス)
  • Country Name: SWITZERLAND
  • Counterpart Institution: パウル・シェラー研究所