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深部花崗岩中のミューオン生成核種による300万年前の超新星残骸通過時の宇宙線探索

研究課題

研究課題/領域番号 15K05097
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
研究機関山形大学

研究代表者

櫻井 敬久  山形大学, 理学部, 客員教授 (60150265)

研究分担者 堀内 一穂  弘前大学, 理工学研究科, 助教 (00344614)
中島 和夫  山形大学, 理学部, 教授 (70159060)
研究協力者 岩田 尚能  
鈴木 颯一郎  
門叶 冬樹  
松崎 浩之  
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2017年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2016年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2015年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワード宇宙線 / 宇宙線生成核種 / ミューオン / 宇宙線永年変化 / 花崗岩 / AMS分析 / 高エネルギーミューオン / 永年変化
研究成果の概要

土岐花崗岩ボーリングコア試料を用いて、高エネルギー宇宙線によって大気中で生成された高エネルギーミューオンが花崗岩の石英中に生成し蓄積した宇宙線生成核種Be-10(半減期約140万年)の濃度を加速器質量分析法により測定した。
得られた深度5m、20m、50mにおけるBe-10の濃度分布と半減期、現在の高エネルギー宇宙線スペクトルを用いて過去数百万年の銀河系内高エネルギー宇宙線強度の変動を実験値により議論することが可能となった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

国際的に見ても50mの深度での実験データは、2例程度の先行研究しかない。且つ、世界的にみても例をみない3次元的岩石情報を取得している土岐花崗岩体からの単一ボーリングコア試料による系統的分析測定結果は本研究が唯一のものである。
本研究の結果は、現代の高エネルギー宇宙線ミューオンスペクトルから推定されるBe-10濃度に比べ高エネルギー側で変化している可能性を示唆しており過去の高エネルギー宇宙線スペクトルを調べる上で重要な研究成果である。

報告書

(5件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (17件)

すべて 2019 2018 2017 2016 2015

すべて 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 2件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 3件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Status of the AMS system at Yamagata University2019

    • 著者名/発表者名
      Toru Moriya, Mirei Takeyama, Fuyuki Tokanai, Hirohisa Sakurai,et al.
    • 雑誌名

      Nuclear Inst. and Methods in Physics Research B

      巻: 439 ページ: 94-99

    • DOI

      10.1016/j.nimb.2018.11.004

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] In-situ and meteoric 10Be and 26Al measurements: Improved preparation and application at the University of Tokyo2019

    • 著者名/発表者名
      Yokoyama, Y., Yamane, M., Nakamura, A., Miyairi, Y., Horiuchi, K., Aze, T., Matsuzaki, H., Shirahama, Y., Ando, Y.
    • 雑誌名

      Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms

      巻: 印刷中 ページ: 260-264

    • DOI

      10.1016/j.nimb.2019.01.026

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Observation of cosmogenic nuclide Be-7 concentrations in the air at Bangkok and trajectory analysis of global air-mass motion2017

    • 著者名/発表者名
      S. Suzuki, H. Sakurai, et. al
    • 雑誌名

      Proceedings of Science 35th International Cosmic Ray Conference ICRC217

      巻: PoS(ICRC2017)070 ページ: 1-8

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] The Cretaceous Ofuku pluton and its relation to mineralization in the western Akiyoshi Plateau, yamaguchi >> Prefecture, Japan.2016

    • 著者名/発表者名
      Sasaki, Y., Imaoka, T., Nagashima, M., Nakashima, K., Sonehara, T., >> Yagi, K. and Itaya, T.
    • 雑誌名

      Resource Geology

      巻: 66 ページ: 85-113

    • NAID

      40020811523

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] High energy muon induced radioactive nuclides in nickel plate and its use for 2-D muon-beam image profile2015

    • 著者名/発表者名
      Y Kurebayashi, H. Sakurai, K. Horiuchi et al.
    • 雑誌名

      NuclearInstrumentsandMethodsin PhysicsResearch A

      巻: 799 ページ: 54-58

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Exploration of Be-10 analysis using 10μg of Be carrier2015

    • 著者名/発表者名
      K. Horiuchi and H. Matsuzaki
    • 雑誌名

      NuclearInstrumentsandMethodsin PhysicsResearch B

      巻: 361 ページ: 423-430

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Bismuth minerals from the W-Mo-Sn deposits hosted in the Iwafune granitoids Niigata Prefecture, Japan2015

    • 著者名/発表者名
      Izumino, Y. and Nakashima,K.
    • 雑誌名

      Jour. Mineral. Petrol. Sciences

      巻: 110 ページ: 300-312

    • NAID

      130005115718

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 低緯度における大気中宇宙線生成核種Be-7濃度の季節変動と地球規模での大気流跡線解析2019

    • 著者名/発表者名
      鈴木颯一郎、櫻井敬久、他
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 花崗岩中の宇宙線ミューオン生成核種の測定2018

    • 著者名/発表者名
      鈴木颯一郎、櫻井敬久、他
    • 学会等名
      第21回AMSシンポジウム (JAMS-21)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 地下20mまでの土岐花崗岩コア中の長半減期宇宙線生成核種Be-10の測定2018

    • 著者名/発表者名
      櫻井敬久、堀内一穂、他
    • 学会等名
      日本物理学会第73回年次大会(東京理科大野田キャンパス)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 北半球3地点における大気中宇宙線生成核種Be-7濃度の季節変動と地球規模での大気流跡線解析2018

    • 著者名/発表者名
      鈴木颯一郎、櫻井敬久、他
    • 学会等名
      日本物理学会第73回年次大会(東京理科大野田キャンパス)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 高エネルギーミューオンによる花崗岩中生成核種断面積2017

    • 著者名/発表者名
      櫻井敬久、堀内一穂 他
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      大阪大学
    • 年月日
      2017-03-18
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] タイ・バンコクにおける大気中宇宙線生成核種Be-7濃度の時間変動と地球規模での大気流跡線解析2017

    • 著者名/発表者名
      鈴木颯一郎、櫻井敬久 他
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      大阪大学
    • 年月日
      2017-03-18
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Observation of cosmogenic nuclide Be-7 concentrations in the air at Bangkok and trajectory analysis of global air-mass motion2017

    • 著者名/発表者名
      Soichiro Suzuki,Hirohisa Sakurai,et. al
    • 学会等名
      35th International Cosmic Ray Conference ICRC217Bexco, Busan, Korea
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Measurements of beryllium isotopes in ice wedges in Alaska2017

    • 著者名/発表者名
      Kazuho Horiuchi, et. al
    • 学会等名
      Fourteenth International AMS Conference, University of Ottawa campus, Otawa
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 羽越地域、田川酸性岩類・早田花崗閃緑岩体・岩船花崗岩体の熱水変質作用2017

    • 著者名/発表者名
      中島優樹・五十公野裕也・中島和夫
    • 学会等名
      資源地質学会第67回年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] アイスコアと堆積物の10Beが示す地磁気極小期の宇宙線強度変動2016

    • 著者名/発表者名
      堀内一穂・鎌田佳苗・前島 舜・佐々木 祥・佐々木宣欣・山崎俊嗣・藤田秀二・本山秀明・松崎浩之
    • 学会等名
      日本地質学会 東北支部総会
    • 発表場所
      弘前大学
    • 年月日
      2016-08-27
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2020-03-30  

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