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新型原子核乾板検出器を用いた宇宙線ミューオンの全方位運動量スペクトルの測定

研究課題

研究課題/領域番号 18K13564
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分15020:素粒子、原子核、宇宙線および宇宙物理に関連する実験
研究機関名古屋大学

研究代表者

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)

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
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2020年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2019年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2018年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワード宇宙線 / ミューオン / イメージング / 飛跡検出器 / 宇宙線イメージング / 宇宙線観測
研究成果の概要

本研究では、電源不要、コンパクトな検出器である原子核乾板を用いることで、可搬性に富む幅広いエネルギー領域が測定可能な検出器の開発を行った。熱膨張率が小さいガラスを基板に使用した原子核乾板の性能を評価し、原子核乾板の読み取り装置の測定精度と同等の位置分解能を有することを実証した。また、このガラス乾板を使用したECC(原子核乾板と金属板を交互に積層した検出器)を用いて宇宙線の観測を行い、既存の運動量測定手法に改良を加えることで、約70GeV/cまでの運動量測定が可能であることを実証した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

宇宙線ミューオンラジオグラフィーの技術は非破壊で構造物内部の密度分布が得られることから、考古学調査から地球惑星科学に用いられ、近年ではインフラ点検への応用にも期待されている。各分野で要求される分解能は様々であるが、世界遺産などの調査ではより精密な形状が分かることで考古学的理解も進み、インフラ点検のような数10㎝~数m級の構造物内部の変状を検知することで被害が及ぶ前に対応が可能となり、人々の安全な生活にも繋がる。高い精度でイメージングを行うにはミューオンフラックスを理解することが重要であり、本研究で開発した手法や実証した内容により達成されると考えている。

報告書

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

    (16件)

すべて 2022 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 6件)

  • [雑誌論文] Development of glass-based nuclear emulsion plate as an ultra-high precision tracking detector in the era of fully automated readout systems2022

    • 著者名/発表者名
      Manabe Yuta、Morishima Kunihiro、Kitagawa Nobuko、Nishio Akira、Kuno Mitsuaki
    • 雑誌名

      Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment

      巻: 1034 ページ: 166741-166741

    • DOI

      10.1016/j.nima.2022.166741

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 原子核乾板の新評価手法の開発と有効化合物の探索2022

    • 著者名/発表者名
      宮田芙悠、森島邦博、北川暢子、桑原謙一、吉田哲夫
    • 学会等名
      日本物理学会 2022年秋季大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 大粒子原子核乾板に対する解析手法の開発2022

    • 著者名/発表者名
      志水凱、北川暢子、森島邦博
    • 学会等名
      日本物理学会 2022年秋季大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 原子核乾板の新評価手法の開発と有効化合物の探索2022

    • 著者名/発表者名
      宮田芙悠、森島邦博、北川暢子、桑原謙一、吉田哲夫
    • 学会等名
      2022年画像関連学会連合会 第8回合同秋季大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 大粒子原子核乾板の特性評価と読み取り装置への最適化2022

    • 著者名/発表者名
      志水凱、北川暢子、森島邦博、桑原謙一、吉田哲夫、宮田芙悠、西垣豪人
    • 学会等名
      2022年画像関連学会連合会 第8回合同秋季大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Observation of cosmic ray with emulsion chambers on the ground2021

    • 著者名/発表者名
      Nobuko Kitagawa, Kunihiro Morishima, Akira Nishio, Mitsuaki Kuno, Yuta Manabe
    • 学会等名
      ICMaSS2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Measurement of cosmic rays with emulsion chambers in water2021

    • 著者名/発表者名
      Nobuko Kitagawa, Kunihiro Morishima, Akira Nishio, Mitsuaki Kuno, Yuta Manabe
    • 学会等名
      International Workshop on Cosmic-Ray Muography
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] エマルションチェンバーを用いた宇宙線の地上観測(4)2020

    • 著者名/発表者名
      北川暢子, 森島邦博, 西尾晃, 久野光慧, 眞部祐太, 榊原亜美
    • 学会等名
      日本物理学会2020年秋季大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 原子核乾板を用いた宇宙線イメージング技術のための水中でのミューオンフラックス測定2019

    • 著者名/発表者名
      干潟 紘太郎,森島 邦博,北川 暢子,西尾 晃,久野 光慧,眞部 祐太
    • 学会等名
      2019日本写真学会年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 宇宙線イメージングのための原子核乾板を用いた低エネルギー領域のミューオンフラックス測定2019

    • 著者名/発表者名
      干潟紘太郎,森島邦博,西尾 晃,久野光慧,眞部祐太,榊原亜美,北川暢子
    • 学会等名
      日本物理学会2019年秋季大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 宇宙線イメージングのための低エネルギー領域のミューオンフラックス測定2019

    • 著者名/発表者名
      干潟紘太郎,森島邦博,西尾 晃,久野光慧,眞部祐太,榊原亜美,北川暢子
    • 学会等名
      画像関連学会連合会第6回秋季大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Study of Low Energy Muon Flux for Cosmic ray Imaging with Nuclear Emulsion2019

    • 著者名/発表者名
      Kotaro Hikata, Kunihiro Morishima, Akira Nishio, Mitsuaki Kuno, Yuta Manabe, Ami Sakakibara, Nobuko Kitagawa
    • 学会等名
      ICMaSS2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of High Position Accuracy Nuclear Emulsion2019

    • 著者名/発表者名
      Yuta Manabe, Kunihiro Morishima, Akira Nishio, Mitsuaki Kuno, Kotaro Higata, Ami Sakakibara, Nobuko Kitagawa
    • 学会等名
      ICMaSS2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Observation of the flux of cosmic ray muon on the ground with CES2019

    • 著者名/発表者名
      Nobuko Kitagawa, Kunihiro Morishima, Akira Nishio, Mitsuaki Kuno, Yuta Manabe, Kotaro Higata, Ami Sakakibara
    • 学会等名
      ICMaSS2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] エマルションチェンバーを用いた宇宙線の地上観測(3)2019

    • 著者名/発表者名
      北川 暢子
    • 学会等名
      日本物理学会2019年年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Status of cosmic-ray muon radiography with nuclear emulsion2018

    • 著者名/発表者名
      Nobuko Kitagawa
    • 学会等名
      ISVHECRI2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2024-01-30  

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