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シチズンサイエンスを活用した雷雲放射線の発生条件の解明

研究課題

研究課題/領域番号 20K21843
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分63:環境解析評価およびその関連分野
研究機関国立研究開発法人理化学研究所

研究代表者

榎戸 輝揚  国立研究開発法人理化学研究所, 開拓研究本部, 理研白眉研究チームリーダー (20748123)

研究分担者 一方井 祐子  金沢大学, 人間科学系, 准教授 (00709214)
研究期間 (年度) 2020-07-30 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2021年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2020年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
キーワードシチズンサイエンス / 高エネルギー大気物理学 / 雷雲ガンマ線 / 環境放射線 / 電子加速 / 雷雲プロジェクト / gamma-ray glow / citizen science / 雷放電 / 雷雲 / オープンサイエンス / 金沢 / 放射線測定 / 雷 / 光核反応
研究開始時の研究の概要

自然放射線には、地球の誕生当初から存在する長寿命の放射性核種と、宇宙線に由来する成分がある。しかし、近年の研究で、雷雲や雷も電場による電子加速により、第三の自然放射線源になるとわかってきた。日本海沿岸に冬季に発生する雷雲から地上に放出される放射線を観測し、その発生条件を解明するため、可搬型の放射線測定器を製作し、金沢の市街地放射線マッピング観測網を構築する。十分な観測点を確保することに加え、放射線の到来時の気象の様子を目視や写真撮影で記録するため、インターネットも活用し、市民が参加でき、楽しむことのできるシチズンサイエンスのプロジェクトにすることを目指している。

研究成果の概要

日本海沿岸に冬季に到来する雷雲からガンマ線が検出されることがある。どのような雷雲でこのような現象が起きるかを系統的に調べるため、金沢の市街地に市民サポーターの協力を得て、シチズンサイエンスの枠組みで多地点の放射線マッピング観測網を構築した。このプロジェクトでは、小型でボタンひとつで動作する全自動の放射線モニター「コガモ」(Compact Gamma-ray Monitor)を開発して、市民サポーターに配布して測定を行うことができるようになってきた。本研究の期間内に、合計54台のコガモを展開し、送信データをサーバー上でリアルタイム解析して雷雲からのガンマ線の自動アラートを発出できるようになった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

自然放射線には、地球の誕生当初から存在する長寿命の放射性核種と、宇宙線に由来する成分がある。しかし、近年の研究で、雷雲や雷もその強い電場により電子 を加速し第三の自然放射線源であるとわかってきた。雷雲からの放射線は人体には影響がないレベルと考えられるが、雷雲到来時に限っては地面や宇宙線よりも強い放射線が到来しており、環境放射線のよりよい理解のためには、定量化とどのような気象条件で発生するかの理解が大切である。本研究では、オープンサイエンスの枠組みを活用し、市民が参加でき、楽しむことのできるシチズンサイエンスとして、多地点の雷雲ガンマ線のマッピング観測網の構築を推進した意義が大きい。

報告書

(3件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (22件)

すべて 2022 2021 2020 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 1件、 招待講演 8件) 備考 (5件)

  • [雑誌論文] Atmospheric Electron Spatial Range Extended by Thundercloud Electric Field Below the Relativistic Runaway Electron Avalanche Threshold2022

    • 著者名/発表者名
      Diniz G.、Wada Y.、Ohira Y.、Nakazawa K.、Enoto T.
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research: Atmospheres

      巻: 127 号: 3 ページ: 1-14

    • DOI

      10.1029/2021jd035958

    • 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] Thundercloud Project: Exploring high-energy phenomena in thundercloud and lightning2020

    • 著者名/発表者名
      Yuasa Takayuki、Wada Yuuki、Enoto Teruaki、Furuta Yoshihiro、Tsuchiya Harufumi、Hisadomi Shohei、Tsuji Yuna、Okuda Kazufumi、Matsumoto Takahiro、Nakazawa Kazuhiro、Makishima Kazuo、Miyake Shoko、Ikkatai Yuko
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      巻: 2020 号: 10 ページ: 1-27

    • DOI

      10.1093/ptep/ptaa115

    • 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
  • [学会発表] シチズンサイエンスを活用した金沢での放射線マッピング「雷雲プロジェクト」2022

    • 著者名/発表者名
      榎戸輝揚
    • 学会等名
      日本大気電気学会第100回研究発表会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] シンチレータを用いた自然放射線の科学観測2022

    • 著者名/発表者名
      榎戸輝揚
    • 学会等名
      第69回応用物理学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 雷トリガーの謎に挑むシチズンサイエンス 「雷雲プロジェクト」のプラットフォーム構築2022

    • 著者名/発表者名
      榎戸輝揚
    • 学会等名
      理研シンポジウム: 理研ハッカソン
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 雷雲ガンマ線のマッピング観測を狙うシチズンサイエンス「雷雲プロジェクト」の進捗2021

    • 著者名/発表者名
      榎戸輝揚
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union Meeting (JpGU)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 共創型サイエンスによる高エネルギー大気物理学の開拓2021

    • 著者名/発表者名
      榎戸輝揚
    • 学会等名
      原子・分子・光科学 (AMO) 討論会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] オープンサイエンスも活用した雷と雷雲からの放射線計測2021

    • 著者名/発表者名
      榎戸輝揚
    • 学会等名
      第59回 JAEA核化学夏の学校
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 雷と雷雲の高エネルギー大気物理学2021

    • 著者名/発表者名
      榎戸輝揚
    • 学会等名
      宇宙地球惑星科学会・若手会「夏の学校」
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Citizen science approach for observation of gamma-ray glows at Kanazawa2021

    • 著者名/発表者名
      Teruaki Enoto
    • 学会等名
      Workshop on Thunderstorm Radiation
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 雷雲電場における粒子加速と宇宙線シャワーへの影響の観測的研究2021

    • 著者名/発表者名
      榎戸輝揚, 和田有希, Gabriel Diniz, 沼澤正樹, 加藤陽, 中澤知洋, 久富富平, 辻結菜, 一方井祐子, 三宅晶子, 土屋晴文, 湯浅孝行, 高垣徹, 森本健志, 中村佳敬, 鴨川仁, 佐藤陽祐, 篠田太郎, 小野英理
    • 学会等名
      東京大学宇宙線研究所・2020年度共同利用成果報告会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Thunder Cloud Project : Ground-based multipoint radiation measurement campaign of high-energy atmospheric phenomena2020

    • 著者名/発表者名
      Teruaki Enoto, Yuuki Wada, Takayuki Yuasa, Yuko Ikkatai, Kazuhiro Nakazawa, Shohei Hisadomi, Yuna Tsuji, Harufumi Tsuchiya, Takeshi Morimoto, Yoshitaka Nakamura, Masashi Kamogawa, Yousuke Sato
    • 学会等名
      the JpGU-AGU Joint Meeting 2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 雷雲プロジェクト:シチズンサイエンスも活用した高エネルギー大気物理現象の観測網2020

    • 著者名/発表者名
      榎戸輝揚, 和田有希, 久富富平, 辻結菜, 中澤知洋, 湯浅孝行, 一方井祐子, 三宅晶子, 土屋晴文
    • 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] みんなで探る雷の不思議2020

    • 著者名/発表者名
      榎戸輝揚, 志岐真
    • 学会等名
      理研DAY: 研究者と話そう!
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] High-Energy Atmospheric Physics of Lightning and Thunderstorms Observed along the Sea of Japan2020

    • 著者名/発表者名
      Teruaki Enoto, Yuuki Wada, Takayuki Yuasa, Yuko Ikkatai,Shohei Hisadomi, Yuna Tsuji, Kazuhiro Nakazawa, Gabriel Sousa Diniz, Harufumi Tsuchiya, Takeshi Morimoto, Yoshitaka Nakamura, Masashi Kamogawa, Yousuke Sato
    • 学会等名
      Connecting high-energy astroparticle physics for origins of cosmic rays and future perspectives
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Thundercloud Project: Citizen Science Observation Campaign of High-energy Atmospheric Phenomena from Lightning and Thunderstorms in Japan2020

    • 著者名/発表者名
      Teruaki Enoto, Yuuki Wada, Takayuki Yuasa, Yuko Ikkatai,Shohei Hisadomi, Yuna Tsuji, Kazuhiro Nakazawa, Gabriel Sousa Diniz, Harufumi Tsuchiya, Takeshi Morimoto, Yoshitaka Nakamura, Masashi Kamogawa, Yousuke Sato
    • 学会等名
      American Geophysical Union - Fall Meeting 2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] X線天文学者が挑む雷の不思議2020

    • 著者名/発表者名
      榎戸輝揚, 早野龍五
    • 学会等名
      おうちでアストロノミー・パブ
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [備考] 雷雲プロジェクト:ふしぎな雷雲ガンモを探せ!

    • URL

      https://fabcafe.com/jp/labs/kyoto/thunderstorm/

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [備考] ツイッター・アカウント「雷雲プロジェクト」

    • URL

      https://twitter.com/thdr_proj?lang=en

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [備考] Thundercloud Project

    • URL

      https://thdr.info

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [備考] 雷雲プロジェクト:ふしぎな雷雲ガンモを探せ!

    • URL

      https://fabcafe.com/jp/labs/%25branch%25/thunderstorm/

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [備考] 榎戸極限自然現象理研白眉研究チーム

    • URL

      http://enotolab.com

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2020-08-03   更新日: 2023-01-30  

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