Citizen science to elucidate the high-energy radiation mechanism from accelerated electrons in winter thunderstorms

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K21843
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 63:Environmental analyses and evaluation and related fields
• Research Institution: Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: Enoto Teruaki 国立研究開発法人理化学研究所, 開拓研究本部, 理研白眉研究チームリーダー (20748123)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 一方井 祐子 金沢大学, 人間科学系, 准教授 (00709214)
• Project Period (FY): 2020-07-30 – 2022-03-31
• Keywords: シチズンサイエンス / 高エネルギー大気物理学 / 雷雲ガンマ線 / 環境放射線 / 電子加速 / 雷雲プロジェクト / gamma-ray glow / citizen science

Outline of Final Research Achievements

In winter, gamma rays are sometimes detected from thunderclouds along the Japan Sea coast. In order to systematically investigate what kind of thunderclouds cause this phenomenon, a multi-point radiation mapping observation network was constructed in the framework of Citizen Science in the urban area of Kanazawa with the cooperation of citizen supporters. In this project, a small, one-button-operated, fully automatic radiation monitor called "Cogamo" (Compact Gamma-ray Monitor) has been developed and distributed to citizen supporters to make measurements. A total of 54 Cogamo modules were deployed within the timeframe of this program, and the transmitted data can now be analyzed in real-time on a server to issue automatic alerts for gamma radiation from thunderclouds.

Free Research Field

高エネルギー宇宙物理学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

自然放射線には、地球の誕生当初から存在する長寿命の放射性核種と、宇宙線に由来する成分がある。しかし、近年の研究で、雷雲や雷もその強い電場により電子 を加速し第三の自然放射線源であるとわかってきた。雷雲からの放射線は人体には影響がないレベルと考えられるが、雷雲到来時に限っては地面や宇宙線よりも強い放射線が到来しており、環境放射線のよりよい理解のためには、定量化とどのような気象条件で発生するかの理解が大切である。本研究では、オープンサイエンスの枠組みを活用し、市民が参加でき、楽しむことのできるシチズンサイエンスとして、多地点の雷雲ガンマ線のマッピング観測網の構築を推進した意義が大きい。