高エネルギー素粒子による固体地球内部のイメージング法の開発と火

• 研究課題/領域番号: 21200049
• 研究種目: 新学術領域研究(研究課題提案型)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 固体地球惑星物理学; 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 田中 宏幸 東京大学, 地震研究所, 准教授 (20503858)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• 研究課題ステータス: 完了 (2011年度)
• 配分額: 30,940千円 (直接経費: 23,800千円、間接経費: 7,140千円); 2011年度: 10,010千円 (直接経費: 7,700千円、間接経費: 2,310千円); 2010年度: 10,010千円 (直接経費: 7,700千円、間接経費: 2,310千円); 2009年度: 10,920千円 (直接経費: 8,400千円、間接経費: 2,520千円)
• キーワード: 素粒子 / ミュオン / 火山 / 断層 / ラジオグラフィー / ボアホール

研究概要

物質透過力の卓越した素粒子ミュオンの物質密度による透過度の違いを利用することにより、従来の地震学的手法を用いたイメージング法に比べて非常に高い空間分解能で火山体および断層破砕帯のレントゲン撮影に成功した。低消費電力かつ、分割運搬可能なポータブル宇宙線ミュオン検出器を開発することで、(1)火山噴火前後での火道中の物質移動を3 次元的に測定する方法を確立した。(2)断層破砕帯の密度分布や密度の時系列変化のイメージングを行い、活断層等の調査を行う基礎技術を創出した。

研究成果

• [雑誌論文] Cosmic muon imaging of hidden seismic fault zones: Rainwater permeation into the mechanical fractured zones in Itoigawa-Shizuoka Tectonic Line (2011)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki K.M. Tanaka, Hiroshi Miyajima, Taro Kusagaya, Akimichi Taketa, Tomohisa Uchida, Manobu Tanaka
  • 雑誌名: Japan, Earth Planet. Sci. Lett. 巻: 306 ページ: 156-162
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cosmic muon imaging of hidden seismic fault zones : Rainwater permeation into the mechanical fractured zones in Itoigawa-Shizuoka Tectonic Line, Japan (2011)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki K.M.Tanaka, Hiroshi Miyajima, Taro Kusagaya, Akimichi Taketa, Tomohisa Uchida, Manobu Tanaka
  • 雑誌名: Earth Planet.Sci.Lett. 巻: 306 号: 3-4 ページ: 156-162
  • DOI: 10.1016/j.epsl.2011.03.036
  • 査読あり
• [雑誌論文] Three-dimensional computational axial tomography scan of a volcano with cosmic ray muon radiograph (2010)
  • 著者名/発表者名: H.K.M.Tanaka, 他
  • 雑誌名: Journal of Geophysical Research 巻: 115
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of a portable assembly type cosmic-ray muon module for measuring the density structure of a column of magma (2010)
  • 著者名/発表者名: H.K.M.Tanaka, 他
  • 雑誌名: Earth Planets and Space 巻: 62 ページ: 119-130
  • 査読あり
• [雑誌論文] Possible space and power effective muon sensor module for imaging a volcano (2010)
  • 著者名/発表者名: H.Taira, H.K.M.Tanaka
  • 雑誌名: Earth Planets and Space 巻: 62 ページ: 179-186
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cosmic-ray muon imaging of magma in a conduit : Degassing process of Satsuma-I wojima Volcano, Japan (2009)
  • 著者名/発表者名: H.K.M.Tanaka, 他
  • 雑誌名: Geophysical Research Letters 巻: 36
  • 査読あり
• [雑誌論文] Detecting a mass change inside a volcano by cosmic-ray muon radiography (muography) : First results from measurements at Asama volcano, Japan (2009)
  • 著者名/発表者名: H.K.M.Tanaka, 他
  • 雑誌名: Geophysical Research Letters 巻: 36
  • 査読あり
• [雑誌論文] Space Saving and Power Efficient Readout System for Cosmic-Ray Muon Radiography (2009)
  • 著者名/発表者名: Uchida, T.; Tanaka, H.K.M.; Tanaka, M
  • 雑誌名: IEEE Transactions on Nuclear Science 巻: 56 ページ: 448-452
  • 査読あり
• [雑誌論文] Three-dimensional computational axial tomography scan of a volcano with cosmic ray muon radiograph
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki K. M. Tanaka, Hideaki Taira, Tomihisa Uchida, Manobu Tanaka, Minoru Takeo, Takao Ohminato, Yosuke Aoki, Ryuichi Nishiyama, Daigo Shoji, and Hiroshi Tsuiji
  • 雑誌名: J. Geophys. Res. 巻: 115
  • 査読あり
• [学会発表] Muon spin radiography of sediments (2011)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki K.M.Tanaka
  • 学会等名: Japan Geoscience Union Meeting 2011
  • 発表場所: 千葉県(幕張メッセ)
  • 年月日: 2011-05-26
• [学会発表] Newly Developed Multi-Layered Muon Detection System for the Next Generation of Muon Radiography (2011)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki K.M.Tanaka
  • 学会等名: European Geophysical Union General Assembly 2011
  • 発表場所: オーストリアウィーン市(招待講演)
  • 年月日: 2011-04-07
• [学会発表] Cosmic muon imaging of hidden seismic fault zones: the measurement of density variation by rainfall using cosmic ray (2011)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki K.M. Tanaka, Hiroshi Miyajima, Taro Kusagaya, Akimichi Taketa, Tomohisa Uchida, Manobu Tanaka
  • 学会等名: International Workshop on High Energy Geophysics 2011 Muon and Neutrino Radiography
  • 発表場所: Tokyo, Japan
• [学会発表] Application of a readout module to a real-time monitoring system (2011)
  • 著者名/発表者名: Tomohisa Uchida, Taro Kusagaya , Hiroyuki K. M. Tanaka , and Manobu Tanaka
  • 学会等名: International Workshop on High Energy Geophysics 2011 Muon and Neutrino Radiography
  • 発表場所: Tokyo, Japan
• [学会発表] Development of a power-effective muon telescope for 3D CAT scan of a volcano (2010)
  • 著者名/発表者名: H.Tanaka
  • 学会等名: The 3^<rd> International Forum on High Energy Geophysics : Muon and Neutrino Radiography
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2010-03-09
• [学会発表] Cosmic-ray muon radiography of a volcano (2010)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki K.M. Tanaka
  • 学会等名: Incorporating the Geoscience Society of New Zealand Conference and the New Zealand Geothermal Workshop
  • 発表場所: Auckland, New Zealand
• [学会発表] COSMIC-RAY MUON RADIOGRAPHY OF A VOLCANO (2010)
  • 著者名/発表者名: H.K.M.Tanaka
  • 学会等名: Geoscience Society of New Zealand Conference
  • 発表場所: Auckland, NZ
• [図書] 大槻義彦編「物理科学この1年」パリティ (2010)
  • 著者名/発表者名: 田中宏幸
  • 総ページ数: 2
  • 出版者: 丸善
• [備考]
  • URL: http://www.eri.u-tokyo.ac.jp/ht/GA09/index.html
• [備考]
  • URL: http://www.eri.u-tokyo.ac.jp/ht/WS11/
• [備考]
  • URL: http://www.eri.u-tokyo.ac.jp/ht/WS11/
• [備考]
  • URL: http://www.eri.u-tokyo.ac.jp/ht/GA09/index.html
• [備考]
  • URL: http://mu-ray.fisica.unina.it/events/workshop_oct10/index.html
• [備考]
  • URL: http://www.eri.u-tokyo.ac.jp/ht/workshop10/index.html
• [産業財産権] 特許 (2012)
  • 発明者名: 田中宏幸, 草茅太郎
  • 権利者名: 東京大学
  • 産業財産権番号: 2012-015910
  • 出願年月日: 2012-01-27
• [産業財産権] 巨大物体の内部構造解析装置 (2009)
  • 発明者名: 内田智久, 田中宏幸, 田中真伸
  • 権利者名: 内田智久, 田中宏幸, 田中真伸, 国立大学法人東京大学、大学共同利用法人高エネルギー加速器研究機構
  • 産業財産権番号: 2009-243564
  • 出願年月日: 2009-10-22
• [産業財産権] 巨大物体の内部構造解析装置 (2009)
  • 発明者名: 内田智久、田中宏幸、田中真伸
  • 権利者名: 内田智久、田中宏幸、田中真伸
  • 産業財産権番号: 2009-243564
  • 出願年月日: 2009-10-22