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最新型AMS装置の高精度化による単年14Cスパイク年代決定法の研究

研究課題

研究課題/領域番号 20H01369
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
研究機関山形大学

研究代表者

門叶 冬樹  山形大学, 理学部, 教授 (80323161)

研究分担者 宮原 ひろ子  武蔵野美術大学, 造形学部, 教授 (00532681)
尾嵜 大真  東京大学, 総合研究博物館, 特任研究員 (20399265)
白石 哲也  山形大学, 学士課程基盤教育院, 准教授 (60825321)
三宅 芙沙  名古屋大学, 宇宙地球環境研究所, 准教授 (90738569)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)
2023年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2022年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2021年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2020年度: 6,760千円 (直接経費: 5,200千円、間接経費: 1,560千円)
キーワード加速器質量分析 / AMS / ピクセル型半導体検出器 / 放射性炭素年代測定 / 加速器質量分析装置 / 年代測定 / 半導体検出器 / 14Cスパイク
研究開始時の研究の概要

近年、太陽活動や太陽圏環境の変動の他、天体現象にともなうと考えられる突発的な宇宙線増加現象が、14C濃度の異常上昇(14Cスパイク)として過去に度々発生していたことが明らかになりつつある。
本研究は、最新型のコンパクト加速器質量分析(AMS)システムの高精度化の研究を行い、樹木1年輪毎に対する高精度14C年代AMS測定から、新しい14Cスパイク年代を見出すことで、地域や樹種の差別化なく分解能1年の精度で文化財年代を決定する新しい放射性炭素年代法を創出することである。

研究成果の概要

近年、太陽活動や太陽圏環境の変動の他、天体現象にともなうと考えられる突発的な宇宙線増加現象が、放射性炭素(14C)濃度の異常上昇(14Cスパイク)として過去に度々発生していたことが明らかになりつつある。本研究では、日本で発見された14Cスパイクを用いた新しい年代測定法を世界に先駆けて確立するために、1)最新型加速器システムを用いて単年輪中の14Cを高精度に分析するための研究開発、2)開発した装置を埋没林などの国産樹木の単年輪14C分析に応用し14Cスパイクを新たに検出する技術開発、3)14Cスパイク年代測定方法を様々な時代の考古木質遺物や古建築材、自然埋没林の年代決定に用いる応用研究を行った。

研究成果の学術的意義や社会的意義

放射性炭素年代法は、放射性炭素(14C)濃度測定に特化したコンパクト型加速器質量分析(AMS)法の発明により、微量試料での高精度測定が可能となり飛躍的にその利用が広まった。近年、名古屋大学の三宅グループによって発見された天体現象にともなうと考えられる突発的な宇宙線増加現象が、14C濃度の異常上昇(14Cスパイク)として過去に度々発生していたことが明らかになりつつある。本研究の成果による、コンパクトAMSシステムを用いた高精度14C年代AMS測定から、新しい14Cスパイク年代を見出すことで、地域や樹種の差別化なく分解能1年の精度で文化財年代を決定する新しい年代法の応用が期待できる。

報告書

(5件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (19件)

すべて 2024 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 4件、 査読あり 8件、 オープンアクセス 7件) 学会発表 (11件)

  • [雑誌論文] Development of pixelated silicon detector for AMS study2024

    • 著者名/発表者名
      Tokanai Fuyuki、Moriya Toru、Takeyama Mirei、Kuramoto Kosaku、Morimoto Kouji、Kaji Daiya、Nakamura Kentaro、Itoh Shigeru、Kosugi Kazumasa
    • 雑誌名

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

      巻: 552 ページ: 165353-165353

    • DOI

      10.1016/j.nimb.2024.165353

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Usefulness of powdered crown of mandibular first premolars in birth year estimation by radiocarbon dating2023

    • 著者名/発表者名
      Saitoh Hisako、Takeyama Mirei、Moriya Toru、Yusa Kazuyuki、Minegishi Saki、Torimitsu Suguru、Chiba Fumiko、Hoshioka Yumi、Nagasawa Sayaka、Iino Mitsuyoshi、Sakurada Koichi、Iwase Hirotaro、Tokanai Fuyuki
    • 雑誌名

      Journal of Forensic and Legal Medicine

      巻: 100 ページ: 102607-102607

    • DOI

      10.1016/j.jflm.2023.102607

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Present status of the YU-AMS system and its operation over the past 10 years2023

    • 著者名/発表者名
      Takeyama Mirei、Moriya Toru、Saitoh Hisako、Miyahara Hiroko、Miyake Fusa、Ohyama Motonari、Sato Rimi、Shitara Rie、Sakurai Hirohisa、Tokanai Fuyuki
    • 雑誌名

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

      巻: 538 ページ: 30-35

    • DOI

      10.1016/j.nimb.2023.01.021

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Regional Differences in Carbon-14 Data of the 993 CE Cosmic Ray Event2022

    • 著者名/発表者名
      Miyake Fusa、Hakozaki Masataka、Kimura Katsuhiko、Tokanai Fuyuki、Nakamura Toshio、Takeyama Mirei、Moriya Toru
    • 雑誌名

      Frontiers in Astronomy and Space Sciences

      巻: 9 ページ: 886140-886140

    • DOI

      10.3389/fspas.2022.886140

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Recurrent Large‐Scale Solar Proton Events Before the Onset of the Wolf Grand Solar Minimum2022

    • 著者名/発表者名
      Miyahara Hiroko、Tokanai Fuyuki、Moriya Toru、Takeyama Mirei、Sakurai Hirohisa、Ohyama Motonari、Horiuchi Kazuho、Hotta Hideyuki
    • 雑誌名

      Geophysical Research Letters

      巻: 49 号: 5 ページ: 1-8

    • DOI

      10.1029/2021gl097201

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Paleogenomics reveals independent and hybrid origins of two morphologically distinct wolf lineages endemic to Japan2022

    • 著者名/発表者名
      Segawa Takahiro、Yonezawa Takahiro、Mori Hiroshi、Kohno Ayako、Kudo Yuichiro、Akiyoshi Ayumi、Wu Jiaqi、Tokanai Fuyuki、Sakamoto Minoru、Kohno Naoki、Nishihara Hidenori
    • 雑誌名

      Current Biology

      巻: 32 号: 11 ページ: 2494-2504

    • DOI

      10.1016/j.cub.2022.04.034

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Ancient DNA reveals multiple origins and migration waves of extinct Japanese brown bear lineages2021

    • 著者名/発表者名
      Segawa Takahiro、Yonezawa Takahiro、Mori Hiroshi、Akiyoshi Ayumi、Allentoft Morten E.、Kohno Ayako、Tokanai Fuyuki、Willerslev Eske、Kohno Naoki、Nishihara Hidenori
    • 雑誌名

      Royal Society Open Science

      巻: 8 号: 8 ページ: 210518-210518

    • DOI

      10.1098/rsos.210518

    • 関連する報告書
      2021 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] A Single‐Year Cosmic Ray Event at 5410 BCE Registered in <sup>14</sup> C of Tree Rings2021

    • 著者名/発表者名
      Miyake F.、Panyushkina I. P.、Jull A. J. T.、Adolphi F.、Brehm N.、Helama S.、Kanzawa K.、Moriya T.、Muscheler R.、Nicolussi K.、Oinonen M.、Salzer M.、Takeyama M.、Tokanai F.、Wacker L.
    • 雑誌名

      Geophysical Research Letters

      巻: 48 号: 11 ページ: 1-8

    • DOI

      10.1029/2021gl093419

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 山形大学に導入した高感度加速器質量分析装置の現状 VII2024

    • 著者名/発表者名
      武山 美麗、森谷 透、櫻井 敬久、宮原 ひろ子、大山 幹成、斉藤 久子、三宅 芙沙、門叶 冬樹
    • 学会等名
      2024年 第71回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Present status of the YU-AMS system in 20232023

    • 著者名/発表者名
      Mirei Takeyama, Toru Moriya, Hisako Saitoh, Hiroko Miyahara, Fusa Miyake, Motonari Ohyama, Hirohisa Sakurai, Fuyuki Tokanai
    • 学会等名
      The 9th East Asia Accelerator Mass Spectrometry
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Development of Pixelated Silicon Detector for AMS Study2023

    • 著者名/発表者名
      Fuyuki Tokanai, Toru Moriya, Mirei Takeyama, Kosaku Kuramoto, Kouji Morimoto, Daiya Kaji, Kentaro Nakamura, Shigeru Itoh, Kazumasa Kosugi
    • 学会等名
      IBA&PIXE 2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 超重核実験用大面積ピクセル型半導体検出器の性能評価II2023

    • 著者名/発表者名
      門叶 冬樹、森本 幸司、加治 大哉、Pierre Brionnet、武山 美麗、小杉 和正
    • 学会等名
      2023年 第84回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] ハイマツ試料中放射性炭素濃度の年変動に関する研究V2023

    • 著者名/発表者名
      武山 美麗、森谷 透、櫻井 敬久、宮原 ひろ子、門叶 冬樹
    • 学会等名
      2023年 第84回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 山形大学に導入した高感度加速器質量分析装置の現状 VI2023

    • 著者名/発表者名
      武山 美麗, 森谷 透, 櫻井 敬久, 宮原 ひろ子, 大山 幹成, 斉藤 久子, 門叶 冬樹
    • 学会等名
      応用物理学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] ハイマツ試料中放射性炭素濃度の年変動に関する研究 IV2022

    • 著者名/発表者名
      武山 美麗, 森谷 透, 櫻井 敬久, 宮原 ひろ子, 門叶 冬樹
    • 学会等名
      応用物理学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 山形大学に導入した高感度加速器質量分析報告V2022

    • 著者名/発表者名
      武山 美麗, 森谷 透, 櫻井 敬久, 宮原 ひろ子, 大山 幹成, 斉藤 久子, 門叶 冬樹
    • 学会等名
      応用物理学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] ハイマツ試料中放射性炭素濃度の年変動に関する研究III2021

    • 著者名/発表者名
      武山 美麗, 森谷 透, 櫻井 敬久, 宮原 ひろ子, 門叶 冬樹
    • 学会等名
      応用物理学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Present status of the YU-AMS system and its operation over the past 10 years2021

    • 著者名/発表者名
      Mirei Takeyama, Toru Moriya, Hisako Saito, Hiroko Miyahara, Motonari Ohyama, Hirohisa Sakurai, Fuyuki Tokanai
    • 学会等名
      The 15th International Conference on Accelerator Mass Spectrometry (AMS-15)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 山形大学に導入した高感度加速器質量分析報告 IV2021

    • 著者名/発表者名
      武山 美麗, 森谷 透, 櫻井 敬久, 宮原 ひろ子, 大山 幹成, 斉藤 久子, 岡田 靖, 門叶 冬樹
    • 学会等名
      応用物理学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2025-01-30  

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