2014 Fiscal Year Annual Research Report
大強度パルス及び連続中性子を駆使した革新的元素・同位体分析技術の開発と応用・評価
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25246038
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| Research Institution | Tokyo Metropolitan University |
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Principal Investigator |
海老原 充 首都大学東京, 理工学研究科, 教授 (10152000)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
藤 暢輔 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 原子力基礎工学研究センター, 研究主幹 (60354734)
松尾 基之 東京大学, 総合文化研究科, 教授 (10167645)
千葉 光一 独立行政法人産業技術総合研究所, 計測標準研究部, 部門長 (20281066)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | J-PARC / 物質・生命科学実験施設 / ANNRI / JRR-3 / MPGA / 即発ガンマ線 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は大強度パルス中性子源J-PARCの物質・生命科学研究施設に設置した中性子核反応測定装置（以下、ANRRIと略称する）と大強度連続中性子源JRR-3原子炉に設置した多重即発ガンマ線検出装置（以下、MPGAと略記する）を用いて、新しい元素分析法の開発を行い、宇宙・地球化学試料、環境科学試料、標準物質試料のそれぞれに適用して分析法としての特徴を明らかにすることを目的とする。初年度（平成25年度）はJ-PARC、JRR-3ともに運転休止となり、装置を利用した実験は事実上できなかった。平成26年度においてもJRR-3は通年休止であったが、J-PARCは予定より大幅に遅れたが、年度内に運転が再開された。そこで、平成25年度にJ-PARCのANNRIを用いて行うことを予定していた実験を実施した。まず、平成25年度に整備した冷中性子実験用回路系を最適化し、パルス中性子を用いた実験を実施した。また、全立体角スペクトロメータを用いた測定を実施した。さらに、本年度は博士研究員を雇用したことにより、汎用分析コードを改良するとともに、中性子捕獲断面積や即発ガンマ線などのデータベースを前年度に引き続いて効率よく整備することが出来た。本格的補正法を開発して、汎用分析コードに組み込むことも実施した。スペクトルのサイズが巨大になるので、最適な圧縮法を開発し、データのサイズを小さくすることにより、解析をより容易にすることが出来た。また、ガンマ線－ガンマ線－飛行時間の測定データを取り扱う機能を開発し、測定法をより高度化することができた。実試料の分析においては、予定通り、宇宙・地球化学試料として標準岩石試料（粉末）と隕石試料を、環境科学試料として沿岸海洋堆積物試料を、標準物質試料として産業技術総合研究所で作成している試料をそれぞれ分析し、分析法の評価を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
「実験実績の概要」欄にも記載したように、平成25年度は実験に用いる大型施設であるJ-PARC, JRR-3とも運転が休止したために、予定していた実験が充分行えず、大幅な遅れを来していたが、平成26年度はJ-PARCの運転が年度途中からではあったものの、再開してこともあり、ANNRIを用いる実験に関しては前年度の遅れを取り戻すとともに、当初予定していた実験を実施することができた。ただ、残念ながらJRR-3は通年を通して休止したために、MPGAを用いる予定の実験は執り行うことができなかった。実験に関しては必ずしも順調に進展しているとは言い難い状況であったものの、測定装置の開発、および、データ解析に関しては、大いに進展させることが出来た。これは、優秀な博士研究員を雇用した結果として実現したものでる。比較分析法として誘導結合プラズマ質量分析法（ICP-MS）を用いた微量元素の分析法の開発をおこない、充分な成果を挙げることが出来た。こうした状況を総合的に考え、本年度は「おおむね順調に進展してる」と判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
J-PARCの物質・生命科学実験施設のANNRIを用いた実験は、平成27年度は予定通り実施出来る見込みである。測定の効率化を図るために、多試料の測定を行うことを想定して、中性子フラックスモニター値の自動取得、サンプルチェンジャーと測定系の同期、陽子ビームやランダムパルサーの自動取得等の開発行って、測定をほぼ完全に自動化する。即発ガンマ線測定に用いるゲルマニウム半導体検出器が試料からの散乱中性子によって劣化を来し、その結果、検出器のエネルギー分解能の悪化につながるために、中性子の遮蔽を強化する。また、データ解析に際してシミュレーション等による試料形状・分布の解析が必要となることから、これらの解析結果を評価し、汎用分析コードのデータベースに反映させ、共鳴分析測定法を確立する。一方、JRR-3の運転は平成27年度も望めそうもなく、年度内に少しでも稼働することは期待されているものの、その場合でもルーチン分析を実施することは難しいと思われる。従って、MPGAによる研究は昨年度に引き続き、実施出来ない可能性が大きい。比較分析として行うICP-MSによる微量元素分析はこれまでも順調に行われてきたことから、今後も同様に、順調に進展することが期待できる。
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Research Products
(13 results)
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[Journal Article] Chemical and mineralogical compositions of two grains recovered from an asteroid Itokawa2015
Author(s)
M. Ebihara, N. Shirai, S., Sekimoto, T. Nakamura, A. Tsuchiyama, J. Matsuno, T. Matsumoto, M. Tanaka, M. Abe, A. Fujimura, Y. Ishibashi, Y. Karouji, T. Mukai, T. Okada, M. Uesugi and T. Yada
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Journal Title
Meteoritics Planet. Sci.
Volume: 50
Pages: 243-254
DOI
Peer Reviewed
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