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小惑星リュウグウは何でできているか?化学組成を蛍光X線分析で決める。

研究課題

研究課題/領域番号 20H02773
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34020:分析化学関連
研究機関東京理科大学

研究代表者

中井 泉  東京理科大学, 理学部第一部応用化学科, 教授 (90155648)

研究分担者 由井 宏治  東京理科大学, 理学部第一部化学科, 教授 (20313017)
圦本 尚義  北海道大学, 理学研究院, 教授 (80191485)
寺田 靖子  公益財団法人高輝度光科学研究センター, 分光推進室, 主幹研究員 (90307695)
阿部 善也  東京電機大学, 工学研究科, 助教 (90635864)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
17,940千円 (直接経費: 13,800千円、間接経費: 4,140千円)
2022年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2021年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
2020年度: 9,880千円 (直接経費: 7,600千円、間接経費: 2,280千円)
キーワード蛍光X線分析 / 放射光X線分析 / はやぶさ2 / 小惑星試料 / XAFS / リュウグウ / ラマン分光分析 / X線顕微鏡 / リュウグウ試料 / 化学組成分析 / 全岩組成 / 蛍光X線分析 / はやぶさ2 / 化学組成 / 全岩化学組成
研究開始時の研究の概要

昨年6月に地球から約3億4000万kmはなれた小惑星リュウグウに到着したはやぶさ2は、小惑星サンプルを採取し、地球に本年末に帰還する。JAXAのプロジェクトチームの一員として、我々はリュウグウ試料の化学組成を蛍光X線分析により決定し、太陽系の起源・進化の解明に寄与する情報の取得をめざしている。本研究では、分析条件の最適化を行い、来年の6月に実試料を分析しリュウグウの化学組成を正確に明らかにすることをゴールとする。同時にSPring-8の最先端の放射光X線分析も適用し、多角的な元素情報を取得する。後続の研究者へ試料を非破壊・無汚染で提供することも求められていることから難易度の高い分析である。

研究成果の概要

小惑星探査機「はやぶさ2」が,地球に持ち帰ることに成功した小惑星リュウグウの微量粉末試料をWD-XRFにより精度良く全岩組成分析する技術を開発した。その結果、リュウグウの組成はIvunaタイプの炭素質隕石(CI Chondrite)の組成に類似していることがわかった。リユウグウ試料は水分の含有量が高いのが特徴で、水分量は,試料中の全酸素量を定量することで直接定量できることを示した。Cの定量分析はFP法が有効であった。ED-XRFではグラフェンを検出器の窓材とする新開発のSDD検出器の導入によりCの分析が可能になった。さらに高次元のデータの獲得を目指して、状態分析を導入した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

はやぶさ2が、リュウグウから持ち帰ることに成功した貴重な実試料を分析することができるので、起原の不明な隕石試料と比べて格段に高精度のデータがえられる。はやぶさ2により、小惑星の試料を地球に持ち帰ることに成功した夢とロマンのある試料の研究で多くの人の注目を集めた。このプロジェクトの成功により日本の宇宙科学技術の高さを世界に示すことが出来た。今回の化学分析は,人類初のC型小惑星物質の分析であり分析の学術的意義は大きい。

報告書

(4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
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2023 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (12件) (うち国際共著 9件、 査読あり 12件、 オープンアクセス 8件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 3件、 招待講演 2件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] Samples returned from the asteroid Ryugu are similar to Ivuna-type carbonaceous meteorites2023

    • 著者名/発表者名
      Yokoyama Tetsuya、Nagashima Kazuhide、Nakai Izumi、Young Edward D.、Abe Yoshinari、Aleon Jerome、Alexander Conel M. O’D.、Amari Sachiko、Amelin Yuri、Bajo Ken-ichi ... Yabuta Hikaru ... et al.
    • 雑誌名

      Science

      巻: 379 号: 6634 ページ: 7850-7850

    • DOI

      10.1126/science.abn7850

    • 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] Hydrogen Isotopic Composition of Hydrous Minerals in Asteroid Ryugu2023

    • 著者名/発表者名
      Piani L., Nagashima K., Kawasaki N., Sakamoto N., Bajo K.-I., Yabuta H. et al.
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal Letters

      巻: 946 号: 2 ページ: L43-L43

    • DOI

      10.3847/2041-8213/acc393

    • 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] New analytical method for the evaluation of heterogeneity in cation compositions of dolomites by micro-XRF and Raman spectroscopies2023

    • 著者名/発表者名
      Morita Mayu、Urashima Shu-hei、Tsuchiya Hayato、Komatani Shintaro、Yui Hiroharu
    • 雑誌名

      Analytical Sciences

      巻: - 号: 8 ページ: 1279-1285

    • DOI

      10.1007/s44211-023-00333-5

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Oxygen isotopes of anhydrous primary minerals show kinship between asteroid Ryugu and comet 81P/Wild22022

    • 著者名/発表者名
      Kawasaki Noriyuki、Nagashima Kazuhide、Sakamoto Naoya、Matsumoto Toru、Bajo Ken-ichi、Wada Sohei、Igami Yohei、Miyake Akira、Noguchi Takaaki、Yamamoto Daiki ... Yabuta Hikaru ... et al.
    • 雑誌名

      Science Advances

      巻: 8 号: 50 ページ: 1-10

    • DOI

      10.1126/sciadv.ade2067

    • 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] Contribution of Ryugu-like material to Earth’s volatile inventory by Cu and Zn isotopic analysis2022

    • 著者名/発表者名
      Paquet Marine、Moynier Frederic、Yokoyama Tetsuya、Dai Wei、Hu Yan、Abe Yoshinari、Aleon Jerome、O’D. Alexander Conel M.、Amari Sachiko、Amelin Yuri ... Yabuta Hikaru ... et al.
    • 雑誌名

      Nature Astronomy

      巻: 7 号: 2 ページ: 182-189

    • DOI

      10.1038/s41550-022-01846-1

    • 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] The Solar System calcium isotopic composition inferred from Ryugu samples2022

    • 著者名/発表者名
      Moynier F.、Dai W.、Yokoyama T.、Hu Y.、Paquet M.、Abe Y.、Aleon J.、Alexander C.M.O'D、Amari S.、Amelin Y. ... Yabuta H. ... et al.
    • 雑誌名

      Geochemical Perspectives Letters

      巻: 24 ページ: 1-6

    • DOI

      10.7185/geochemlet.2238

    • 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] Presolar Stardust in Asteroid Ryugu2022

    • 著者名/発表者名
      Barosch Jens、Nittler Larry R.、Wang Jianhua、O’D. Alexander Conel M.、De Gregorio Bradley T.、Engrand Cecile、Kebukawa Yoko、Nagashima Kazuhide、Stroud Rhonda M.、Yabuta Hikaru et al.
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal Letters

      巻: 935 号: 1 ページ: 1-12

    • DOI

      10.3847/2041-8213/ac83bd

    • 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] Practical Application of Elemental Imaging for Light Elements, Including Oxygen and Fluorine in Industrial Materials by Micro-EDXRF2022

    • 著者名/発表者名
      M. Morita, T. Aoyama, H. Nakano, S. Komatani
    • 雑誌名

      Advances in X-ray Chemical Analysis

      巻: 53 ページ: 139144-139144

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 日本全国土砂データベースによる埼玉県出土縄文土器の産地推定の試み2021

    • 著者名/発表者名
      親泊宗一郎,大屋道則,阿部善也,中井 泉
    • 雑誌名

      X線分析の進歩

      巻: 52 ページ: 212230-212230

    • NAID

      40022635474

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Evidence of metasomatism in the interior of Vesta2020

    • 著者名/発表者名
      Zhang Ai-Cheng、Kawasaki Noriyuki、Bao Huiming、Liu Jia、Qin Liping、Kuroda Minami、Gao Jian-Feng、Chen Li-Hui、He Ye、Sakamoto Naoya、Yurimoto Hisayoshi
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 11 号: 1 ページ: 1289-1289

    • DOI

      10.1038/s41467-020-15049-7

    • 関連する報告書
      2020 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] Variations in initial 26Al/27Al ratios among fine-grained Ca-Al-rich inclusions from reduced CV chondrites2020

    • 著者名/発表者名
      Kawasaki Noriyuki、Wada Sohei、Park Changkun、Sakamoto Naoya、Yurimoto Hisayoshi
    • 雑誌名

      Geochimica et Cosmochimica Acta

      巻: 279 ページ: 1-15

    • DOI

      10.1016/j.gca.2020.03.045

    • 関連する報告書
      2020 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] The Cr-Zr-Ca armalcolite in lunar rocks is loveringite: Constraints from electron backscatter diffraction measurements.2020

    • 著者名/発表者名
      Ai-Cheng Zhang, Run-Lian Pang, Naoya Sakamoto, Hisayoshi Yurimoto
    • 雑誌名

      American Mineralogist

      巻: 105 号: 7 ページ: 1021-1029

    • DOI

      10.2138/am-2020-7260

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] リュウグウ小惑星試料のWD-XRF分析2022

    • 著者名/発表者名
      本間寿 , 阿部善也 , 寺田靖子 , 中井泉 , 圦本尚義
    • 学会等名
      X線分析討論会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] リュウグウ小惑星試料のED-XRF分析2022

    • 著者名/発表者名
      森田麻由, 駒谷慎太郎 , 由井宏治 , 阿部善也, 寺田靖子 ,中井泉 , 圦本尚義
    • 学会等名
      X線分析討論会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] リュウグウ小惑星試料の高エネルギー放射光蛍光X線分析2022

    • 著者名/発表者名
      阿部善也, 寺田靖子, 中井泉, 圦本尚義
    • 学会等名
      X線分析討論会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Chemical and Isotopic Characterization of Asteroid Ryugu [#1377]2022

    • 著者名/発表者名
      H.Yurimoto, Hayabusa2-Initial-Analysis Chemistry Team
    • 学会等名
      53rd Lunar and Planetary Science Conference (LPSC 2022, Houston, USA),
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Progress of chemical characterization of asteroid Ryugu samples2021

    • 著者名/発表者名
      H.. Yurimoto.
    • 学会等名
      Hayabusa Symposium 2021 (on line)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Plenary: Age of Asteroid Sample Return.2020

    • 著者名/発表者名
      H. Yurimoto
    • 学会等名
      Goldschmidt2020 ( Virtual, Global)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [図書] 粉末X線解析の実際 (第3版)2021

    • 著者名/発表者名
      中井 泉、泉 富士夫
    • 総ページ数
      308
    • 出版者
      朝倉書店
    • ISBN
      9784254141092
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [図書] 元素は語る - 考古化学で読む元素図鑑 -2020

    • 著者名/発表者名
      中井 泉
    • 総ページ数
      240
    • 出版者
      ワニブックス
    • ISBN
      9784847066436
    • 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: 2025-11-21  

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