| 研究領域 | 素粒子現象から巨大構造物までを透視するマルチスケールミューオンイメージングの創成 |
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| 研究課題/領域番号 |
21H05087
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| 研究種目 |
学術変革領域研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
学術変革領域研究区分(Ⅱ)
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| 研究機関 | 長岡技術科学大学 |
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研究代表者 |
福元 豊 長岡技術科学大学, 工学研究科, 准教授 (60757350)
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| 研究分担者 |
安田 浩保 新潟大学, 災害・復興科学研究所, 研究教授 (00399354)
北川 暢子 名古屋大学, 未来材料・システム研究所, 特任助教 (20727911)
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| 研究期間 (年度) |
2021-08-23 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
18,070千円 (直接経費: 13,900千円、間接経費: 4,170千円)
2023年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
2022年度: 6,760千円 (直接経費: 5,200千円、間接経費: 1,560千円)
2021年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
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| キーワード | ミューオン / 非破壊探査 / 河川堤防 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
河川堤防の科学的な安全管理の確率を目指し，ミューオンイメージングによる革新的な非破壊探査方法を構築する．世界的にも独自の素粒子検出器である「原子核乾板」を用いることで， 電源を不要とし，屋外での長期にわたる効率的な測定を実現する．さらに，直接の観察が難しい堤防内部での水分状態や損傷状態を模型ではなく実物で計測することで，浸透破壊や内部浸食といった未解明の水－土の力学を深化させる．本研究計画で得られる成果は，あらゆるスケールでのミューオンイメージングを目指す領域全体に貢献するとともに，領域内では主に社会実装の役割を担う．
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| 研究実績の概要 |
本研究では，原子核乾板を用いたミューオン計測技術に基づいて河川堤防に対する新しい非破壊探査方法を構築する（研究A：非破壊探査方法の革新）とともに，得られた計測結果と数値解析モデルを組み合わせて堤防盛土における水－土の力学への理解を深める（研究B：水－土の力学の深化）ことを計画している．2年目である今年度は以下のように研究を進めた．
研究Aでは，1年目に作成した専用の設置器具を用いて，樋管からの堤防内部の観測を継続した．その結果，約1年間に渡る観測データを得ることができた．今年度は，とくに，1年目に観測を始めた樋管（以下，樋管X）に加えて，同じ堤防内で隣接する樋管（樋管Y）での観測も開始した．数年前に設置された樋管Xと数十年前に設置された樋管Yの周辺には異なる土質が分布していると考えられる．また，より詳細な観測を実現するために，同じ樋管内の原子核乾板の設置数を増加させた．研究Bでは，堤体の侵食に関する模型実験が実施された．また，1年目に引き続き，堤防盛土の経年劣化の要因となりうる浸透破壊や亀裂進展に関する数値解析手法の改良を進めた．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
2021年9月の研究開始後から，順調に観測を継続できており，すでに約1年間に渡る観測データを得ることができた．さらに，観測場所（樋管Xと樋管Y）と観測地点を増やすことができた．一方，堤体の侵食に関する模型実験や，堤防盛土の経年劣化に関する数値解析モデルの開発にも一定の進捗が見られた．よって，おおむね順調に進展している．
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| 今後の研究の推進方策 |
最終年度も引き続きこれまでと同様の作業を進めるが，とくに，樋管Xと樋管Y周辺の土質の違いをどれだけ捉えられるかを調べる．また，降雨量の多い梅雨期，積雪のある冬期など，季節に応じた観測結果の違いにも着目する．これらの結果も踏まえて，土構造物に対する検出器の設置方法や空間分解能と時間分解能を明らかにする．
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