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百年,千年後の影響を見据えた文化財にやさしい陽子線励起単色X線による蛍光X線分析

研究課題

研究課題/領域番号 18H00753
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分03060:文化財科学関連
研究機関東京工業大学

研究代表者

小栗 慶之  東京工業大学, 科学技術創成研究院, 教授 (90160829)

研究分担者 長谷川 純  東京工業大学, 科学技術創成研究院, 准教授 (90302984)
羽倉 尚人  東京都市大学, 理工学部, 准教授 (00710419)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
16,510千円 (直接経費: 12,700千円、間接経費: 3,810千円)
2022年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2021年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2020年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2019年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2018年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
キーワード蛍光X線分析 / 陽子線励起X線放出 / 吸収端 / 検出下限 / 放射線損傷 / 吸収線量 / 文化財 / 無機系顔料 / 荷電粒子励起X線放出 / 静電イオン加速器 / 赤外分光分析
研究成果の概要

貴重な文化財試料に含まれる微量元素を,試料の損傷を抑えつつ高感度で測定する手法として,金属標的への陽子線照射で発生した準単色X線を励起源とする蛍光X線分析(PIXRF)系を作製し,その特性を調べた.日本画を模擬したCuを含む標準試料を測定してその検出下限を評価し,また一次X線スペクトルの測定から試料の受ける線量を計算した.その結果,測定対象元素の吸収端に一次X線エネルギーを合わせることで,在来型XRFに比べ同じ検出下限性能を得るための線量を大幅に低減できることが分った.Cu系及びCo系顔料を混合した模擬試料も測定し,Cu標的を用いるとCoだけを選択的に高感度・低線量で測定できることを確認した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

人文科学と理工学の境界領域に位置する横断的分野の研究課題であり,従来医療や機器分析等で用いられてきた一般的なX線装置では利用されなかったMeV級イオンビーム技術を積極的に採用したことに技術的特徴がある.従来とは異なるメカニズムを用いて比較的低コストで単色の高品質なX線を発生させ,これにより文化財に含まれる微量元素の高感度・低線量分析を可能とした点に学術的意義がある.貴重な人類の文化遺産を傷つけることなく,より精密に測定評価して後世に伝えてゆくための有効な手法を提案したもので,文化財科学だけでなく,将来は体内微量物質の直接測定等,様々な技術分野への展開も期待される点で社会的意義も大きい.

報告書

(6件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2023 2022 2021 2020 2019 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 1件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Low-radiation dose XRF excited by MeV protons for cultural heritage samples2023

    • 著者名/発表者名
      Y. Oguri, H. Fukuda, J. Hasegawa and N. Hagura
    • 雑誌名

      Heritage Science

      巻: - 号: 1

    • DOI

      10.1186/s40494-023-00946-z

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Proton-Induced Ge KX-Ray Source for Low-Dose XRF of Cu in Cultural Heritage Samples2021

    • 著者名/発表者名
      Y. Oguri
    • 雑誌名

      Bull. Lab. Adv. Nucl. Energy

      巻: 6 ページ: 47-48

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [学会発表] Ge標的へのMeV陽子線照射で発生した準単色X線を用いた文化財試料中のCuの低線量XRF分析2022

    • 著者名/発表者名
      小栗慶之,長谷川 純,福田一志,羽倉尚人
    • 学会等名
      日本原子力学会2022年秋の大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 陽子線励起XRFによる日本画用絵具の低線量分析 - 在来型XRFとの比較 -2022

    • 著者名/発表者名
      小栗慶之,長谷川 純,福田一志,羽倉尚人
    • 学会等名
      第36回PIXEシンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] タンデム静電加速器用小型冷陰極PIG負イオン源のエミッタンス測定2022

    • 著者名/発表者名
      劉 洪甫, 羽倉尚人, 河原林 順, 小栗慶之
    • 学会等名
      日本原子力学会 2022年春の年会, 3C07, 2022年3月16-18日(オンライン)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Particle Orbit Optimization in the Beam Extraction Region of a Cold Cathode PIG Negative Ion Source for Electrostatic Tandem Accelerators2021

    • 著者名/発表者名
      H. Liu , N. Hagura, J. Kawarabayashi and Y. Oguri
    • 学会等名
      17th International Conference on Particle Induce X-ray Emission, P5, 11-15 Oct. 2021 (Online)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 都市大タンデムの現状(2019-2020) ~冷陰極PIG負イオン源の改良とWDS-PIXEの開発~2021

    • 著者名/発表者名
      羽倉尚人, 小栗慶之, 渡部 創
    • 学会等名
      第68回応用物理学会春季学術講演会, 16p-Z34-2, 2021年3月16-19日(オンライン開催)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] イオンビーム及びX線照射に伴う模擬文化財試料の損傷のFT-IR測定2020

    • 著者名/発表者名
      小栗慶之,長谷川 純,福田一志,羽倉尚人
    • 学会等名
      日本原子力学会 2020年春の年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 陽子線励起単色X線を励起源とした文化財分析用低線量XRF2019

    • 著者名/発表者名
      小栗慶之,小林泰智,長谷川 純,福田一志,羽倉尚人
    • 学会等名
      日本原子力学会 2019年秋の大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] PIXE分析に伴う和紙試料の損傷のFT-IR測定2019

    • 著者名/発表者名
      小栗慶之,長谷川 純,福田一志,羽倉尚人
    • 学会等名
      第35回 PIXEシンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] 研究テーマ:微量元素の高感度イオンビーム分析技術

    • URL

      http://www.lane.iir.titech.ac.jp/~yoguri/research/research.html

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] 微量元素の高感度イオンビーム分析技術

    • URL

      http://www.nr.titech.ac.jp/~yoguri/research/research.html

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2024-01-30  

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