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宇宙線を用いた完全非破壊オンサイト成分分析法の開拓:古代青銅器文化の解明に向けて

研究課題

研究課題/領域番号 20K20412
補助金の研究課題番号 19H05479 (2019)
研究種目

挑戦的研究(開拓)

配分区分基金 (2020)
補助金 (2019)
審査区分 中区分3:歴史学、考古学、博物館学およびその関連分野
研究機関大阪大学

研究代表者

佐藤 朗  大阪大学, 大学院理学研究科, 助教 (40362610)

研究分担者 廣川 守  公益財団法人泉屋博古館, 学芸課(本館), 館長 (30565586)
長柄 毅一  富山大学, 学術研究部芸術文化学系, 教授 (60443420)
南 健太郎  京都橘大学, 文学部, 准教授 (60610110)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
25,870千円 (直接経費: 19,900千円、間接経費: 5,970千円)
2021年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2019年度: 22,750千円 (直接経費: 17,500千円、間接経費: 5,250千円)
キーワードミューオン / 宇宙線 / 非破壊分析 / 元素分析 / 考古学 / 博物館 / X線 / 非破壊検査 / 文化財 / 考古資料 / 青銅器 / オンサイト分析 / 非破壊元素分析
研究開始時の研究の概要

貴重な文化財資料の内部組成を、博物館に居ながらにして、資料を全く傷つけずに分析する新しい手法を開発します。そのために、宇宙から地上に絶えず降り注いでいる「宇宙線ミューオン」を活用した、「宇宙線ミューオンX線分析法」の実現を目指します。特に、古代青銅器の分析に注目して、青銅器の元素組成や鉛同位体比を宇宙線ミューオンを用いて分析する技術確立に挑戦します。実際に開発した装置を博物館に設置し、古代青銅器の鋳造技術や産地同定の可能性を検証する計画です。

研究実績の概要

本研究は、文化財資料を全く傷つけること無く、資料内部の成分や同位体比情報を博物館に居ながらにして調べることを可能とする全く新しいオンサイト非破壊 分析方法「宇宙線ミューオンX線分析法」を開発して、貴重文化財における科学分析の新しい時代を開拓しようとするものです。特に、古代青銅器を対象とし て、資料の元素組成や鉛同位体比を宇宙線ミューオンを用いて分析する技術確立に挑戦します。
京都泉屋博古館での実考古資料測定に向けて開発した検出器及びデータ収集システムを用いて、大阪大学内で長期動作試験を実施しました。測定したデータを解析し、自然放射能や試料に停止しない宇宙線起因の背景事象を削減するプログラムの開発を進めました。
一方で、当初計画していた京都泉屋博古館における「ダ龍鏡」に対するミューオンX線分析については、京都泉屋博古館が改修工事期間に入るため、測定計画を変更する必要が生じました。そのため、新たな測定試料の選定とその測定場所の検討と交渉を進めています。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

本研究は開発した測定システムを使用して博物館における実資料のオンサイト測定を実証する段階に来ておりますが、泉屋博古館の改修工事のため、当初計画していた泉屋博古館での測定が研究期間内に実施できる見込みが無くなりました。そのため、オンサイト測定の計画を変更する必要が生じました。新たな測定資料と測定場所を選定し、オンサイト測定に関わる関係者との議論を進め、新計画に適合するように検出システムを修正します。この過程には時間を要するため、研究期間を1年延長し、2024年にオンサイト測定を実施することとしました。

今後の研究の推進方策

本研究の最終目的である博物館における実資料の宇宙線ミューオンX線分析を実施します。まず、泉屋博古館における測定にかわる、測定試料と測定場所の選定と交渉を進めます。研究期間内に博物館での測定実施が難しい場合には、実考古資料に近いサンプルを測定するシステムを大学構内に設置し、博物館での測定を模した遠隔制御での測定を実施します。2024年度末までに分析結果をまとめて論文などで公表する予定です。

報告書

(5件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (27件)

すべて 2024 2023 2022 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (4件) 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 2件、 査読あり 9件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (14件) (うち招待講演 7件)

  • [国際共同研究] Paul Scherrer Institut (PSI)/Swiss Federal Insti. of Tech. in Zurich(スイス)

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Paul Scherrer Institut (PSI)/Swiss Federal Insti. of Tech. in Zurich(スイス)

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Paul Scherrer Institut (PSI)/Swiss Federal Insti. of Tech. in Zurich(スイス)

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Paul Scherrer Institut (PSI)/Swiss Federal Insti. of Tech. in Zurich(スイス)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] Principles and progress of muonic X-ray analysis2024

    • 著者名/発表者名
      Akira Sato
    • 雑誌名

      Current Advances in Materials and Processes (CD-ROM)

      巻: 37

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The non-destructive investigation of a late antique knob bow fibula (B?gelknopffibel) from Kaiseraugst/CH using Muon Induced X-ray Emission (MIXE)2023

    • 著者名/発表者名
      Biswas Sayani、et. al.
    • 雑誌名

      Heritage Science

      巻: 11 号: 1 ページ: 43-43

    • DOI

      10.1186/s40494-023-00880-0

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Non-Destructive Composition Identification for Mixtures of Iron Compounds Using a Chemical Environmental Effect on a Muon Capture Process2022

    • 著者名/発表者名
      Ninomiya Kazuhiko、Kajino Meito、Nambu Akihiro、Inagaki Makoto、Kudo Takuto、Sato Akira、Terada Kentaro、Shinohara Atsushi、Tomono Dai、Kawashima Yoshitaka、Sakai Yoichi、Takayama Tsutomu
    • 雑誌名

      Bulletin of the Chemical Society of Japan

      巻: 95 号: 12 ページ: 1769-1774

    • DOI

      10.1246/bcsj.20220289

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 宇宙線を用いた完全非破壊オンサイト組成分析法の開発 : シミュレーションによる分析性能の評価2022

    • 著者名/発表者名
      佐藤朗
    • 雑誌名

      月刊考古学ジャーナル / 考古学ジャーナル編集委員会 編

      巻: 774 ページ: 48-52

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Chemical effect on muonic atom formation through muon transfer reaction in benzene and cyclohexane samples2021

    • 著者名/発表者名
      Inagaki Makoto、Ninomiya Kazuhiko、Nambu Akihiro、Kudo Takuto、Terada Kentaro、Sato Akira、Kawashima Yoshitaka、Tomono Dai、Shinohara Atsushi
    • 雑誌名

      Radiochimica Acta

      巻: 109 号: 4 ページ: 319-326

    • DOI

      10.1515/ract-2020-0112

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書 2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A novel challenge of nondestructive analysis on OGATA Koan’s sealed medicine by muonic X-ray analysis2021

    • 著者名/発表者名
      Shimada-Takaura Kayoko、Ninomiya Kazuhiko、Sato Akira、Ueda Naomi、Tampo Motonobu、Takeshita Soshi、Umegaki Izumi、Miyake Yasuhiro、Takahashi Kyoko
    • 雑誌名

      Journal of Natural Medicines

      巻: 75 号: 3 ページ: 532-539

    • DOI

      10.1007/s11418-021-01487-0

    • NAID

      40022589264

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 連続状ミューオン施設におけるミューオン非破壊分析2021

    • 著者名/発表者名
      佐藤朗
    • 雑誌名

      金属

      巻: 91(3) ページ: 243-249

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] ミューオンX線による非破壊元素・同位体比分析の進展2021

    • 著者名/発表者名
      佐藤朗
    • 雑誌名

      X線分析の進歩

      巻: 52 ページ: 21-32

    • NAID

      40022538881

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Per atom muon capture ratios and effects of molecular structure on muon capture by γ- Fe2O3 and Fe3O42020

    • 著者名/発表者名
      Kazuhiko Ninomiya, Meito Kajino, Makoto Inagaki, Kentaro Terada. Akira Sato, Dai Tomono, Yoshitaka Kawashima, Atsushi Shinohara
    • 雑誌名

      Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry

      巻: 324 号: 1 ページ: 403-408

    • DOI

      10.1007/s10967-020-07065-0

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 宇宙線による文化財資料のオンサイト非破壊元素分析2023

    • 著者名/発表者名
      佐藤朗
    • 学会等名
      「宇宙線で繋ぐ文明・地球環境・太陽系・銀河 2023」研究会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ミューオンX線非破壊分析の進展と古代青銅器研究への応用2023

    • 著者名/発表者名
      佐藤朗
    • 学会等名
      青銅器研究の新展開
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Principles and progress of muonic X-ray analysis2023

    • 著者名/発表者名
      佐藤朗
    • 学会等名
      日本鉄鋼協会第187回春季講演大会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 宇宙線ミューオンによる文化財資料のオンサイト非破壊元素分析2022

    • 著者名/発表者名
      佐藤朗
    • 学会等名
      宇宙線で繋ぐ文明・地球環境・太陽系・銀河」
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 大阪大学・核物理研究センター連続状ミューオンビーム施設RCNP-MuSIC2022

    • 著者名/発表者名
      佐藤朗
    • 学会等名
      文理融合シンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 阪大 RCNP-MuSIC2022

    • 著者名/発表者名
      佐藤朗
    • 学会等名
      第13回Muon科学と加速器研究会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 大阪大学・核物理研究センター 連続状ミューオンビーム施設RCNP-MuSIC2021

    • 著者名/発表者名
      佐藤朗
    • 学会等名
      第12回 研究会「Muon科学と加速器研究」
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書 2019 実績報告書
  • [学会発表] 宇宙線を使った博物館でもできるミューオン非破壊元素分析2021

    • 著者名/発表者名
      佐藤朗
    • 学会等名
      第6回 文理融合シンポジウム 量子ビームで歴史を探る ー加速器が紡ぐ文理融合の地平ー
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書 2019 実績報告書
  • [学会発表] RCNP-MuSIC連続ミューオンビームによる実験2021

    • 著者名/発表者名
      佐藤朗
    • 学会等名
      研究会「ミューオンX線γ線分光 -非破壊分析、化学、原子核物理への新展開」、「ミューオン原子核捕獲反応による原子核関連研究の可能性」
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] RCNP-MuSIC連続ミューオンビームによる実験2021

    • 著者名/発表者名
      佐藤朗
    • 学会等名
      研究会「ミューオンX線γ線分光 -非破壊分析、化学、原子核物理への新展開」、「ミューオン原子核捕獲反応による原子核関連研究の可 能性」
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 大阪大学RCNP-MuSIC施設とミューオン非破壊分析の可能性2020

    • 著者名/発表者名
      佐藤朗
    • 学会等名
      第3回 文理融合シンポジウム 量子ビームで歴史を探る ー加速器が紡ぐ文理融合の地平ー
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ミューオンによる非破壊元素・同位体分析の進展2020

    • 著者名/発表者名
      佐藤朗
    • 学会等名
      第56回 X線分析討論会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 連続ミューオンによる ミューオン非破壊分析の進展2020

    • 著者名/発表者名
      佐藤朗
    • 学会等名
      第4回 文理融合シンポジウム 量子ビームで歴史を探る ー加速器が紡ぐ文理融合の地平ー
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 宇宙線ミューオンによる博物館における文化財の非破壊元素分析法の開発2020

    • 著者名/発表者名
      佐藤朗
    • 学会等名
      一般社団法人日本鉄鋼協会 第181回春季講演大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演

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公開日: 2019-07-04   更新日: 2024-12-25  

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