| 研究課題/領域番号 |
21H01116
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分15020:素粒子、原子核、宇宙線および宇宙物理に関連する実験
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| 研究機関 | 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構 |
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研究代表者 |
土屋 晴文 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 原子力科学研究所 原子力基礎工学研究センター, 研究副主幹 (70415230)
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| 研究分担者 |
川田 和正 東京大学, 宇宙線研究所, 助教 (10401291)
和田 有希 大阪大学, 大学院工学研究科, 助教 (40879144)
小井 辰巳 中部大学, 工学部, 教授 (60831774)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
17,160千円 (直接経費: 13,200千円、間接経費: 3,960千円)
2023年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2022年度: 7,150千円 (直接経費: 5,500千円、間接経費: 1,650千円)
2021年度: 8,060千円 (直接経費: 6,200千円、間接経費: 1,860千円)
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| キーワード | 放射線観測 / 雷雲 / 制動放射 / 宇宙線 / 粒子加速 / 放射線計測 / 北陸地域 / チベット高山 / 雷雲電場 / 中性子ガンマ線弁別 / 雷 / 光核反応 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
雷や雷雲が持つ電場により電子が加速され、ガンマ線や中性子が発生する。中性子は、雷の中で加速された電子からのガンマ線が窒素原子核と衝突し、中性子をはじき出す光核反応により発生する。光核反応が雷ではなく雷雲に由来して発生しているかどうか、実ははっきりとしていない。本研究では、地上や高山において雷雲から高エネルギー放射線を捉え、雷雲の中で電子がどのように加速されているのかを明らかにする。その上で、雷雲に由来して光核反応が起こるのかどうかを検証する。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、北陸地域で展開する小型放射線装置群と4300ｍのチベット高山にある宇宙線観測装置を用いて、雷雲から発生する放射線（ガンマ線グロー）の発生メカニズムの解明を目指した。北陸地域にて雷が頻発する冬季において、電波や電場の観測によりガンマ線グローの発生時には雷雲中の氷晶やあられなどが、電子を雷雲から地表面に加速する向きに電場を発生させる分布となることが分かった。チベット高山の観測では、北陸地域と違い、夏の雨季にガンマ線グローが観測されやすく、10－40分ほど継続することが分かった。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
放射線観測とともに、電波や電場観測との連携により、ガンマ線グローの生成メカニズムの解明に重要となる電子加速を決定する雷雲内の電荷分布や構造を評価した。
チベット高山（高度４３００ m）では、北陸地域とは異なるガンマ線グローの描像が得られた。とくに、チベット高山の長期観測データからガンマ線グローの発生が太陽活動あるいは宇宙線と関連があるかもしれない可能性が示された。今後、得られた新たな描像の解明のため、宇宙線分野や気象分野との連携が進むことが期待できる。
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