| 研究課題/領域番号 |
18H03739
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
中区分17:地球惑星科学およびその関連分野
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
寺田 健太郎 大阪大学, 大学院理学研究科, 教授 (20263668)
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| 研究分担者 |
佐藤 朗 大阪大学, 大学院理学研究科, 助教 (40362610)
友野 大 大阪大学, 核物理研究センター, 特任助教(常勤) (40415245)
新倉 潤 国立研究開発法人理化学研究所, 仁科加速器科学研究センター, 協力研究員 (50644720)
河井 洋輔 大阪大学, 大学院理学研究科, 助教 (90726671)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
44,850千円 (直接経費: 34,500千円、間接経費: 10,350千円)
2021年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2020年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2019年度: 16,380千円 (直接経費: 12,600千円、間接経費: 3,780千円)
2018年度: 23,010千円 (直接経費: 17,700千円、間接経費: 5,310千円)
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| キーワード | ミューオン / 特性X線分析 / 非破壊分析 / 隕石 / はやぶさ２ / 軽元素 / 有機物 / ミュオン / イメージング / 装置開発 / はやぶさ試料 / ３次元分析 / 非破壊元素分析 / はやぶさ / 地球外物質 / Muon / ミューオン特性X線分析 / 非破壊３次元分析 / 量子ビーム分析 / 加速器 |
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| 研究成果の概要 |
本計画は、素粒子ミューオンを用いた非破壊分析の高度化を目指し、測定試料に照射するミューオンの入射位置を検出するマルチワイヤードリフトチャンバーをデザイン・製作した。また高純度Ge検出器とBGOコンプトン抑制器からなるX線分光器を製作した。これらを組み合わせ実験を行った結果、1mm以下の位置分解能で試料内部の元素分布の画像を得ることに成功した。またコンプトン散乱由来のホワイトノイズを約50-60%削減できたことで、Terada et al.(2014)では検出できなかった炭素質隕石Allende中の0.5%の炭素の有意なシグナルを検出することに成功した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
素粒子ミューオンを用いた特性X線分析は、軽元素を含むほぼ全ての元素を非破壊で定量分析することができる革新的な技術である。本研究により、プロジェクト開始前と比べ、空間分解能が数cmから1mmへ、検出限界が1wt%から0.1wt%へと、劇的に向上した。これにより炭素質隕石中の炭素や窒素を有意に検出できるようになり、「有機物を含む地球外物質の完全非破壊キャラクタリゼーション」への道を拓いた。この非破壊３次元分析分析法は、地球外物質にとどまらず、考古学試料や重要文化財、リチウム電池のような産業機器の分析に応用できることから、多様な学術・応用分野の発展に大きく寄与できる。
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