月面周回機での熱中性子の測定で挑む中性子寿命パズル

• 研究課題/領域番号: 23K17308
• 研究種目: 挑戦的研究(開拓)
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 中区分15:素粒子、原子核、宇宙物理学およびその関連分野
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 榎戸 輝揚 京都大学, 理学研究科, 准教授 (20748123)
• 研究分担者: 長岡 央 立命館大学, 総合科学技術研究機構, 准教授 (10707805) ; 草野 広樹 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 放射線医学研究所 計測・線量評価部, 研究員 (10547615) ; 晴山 慎 聖マリアンナ医科大学, 医学部, 助教 (60327286)
• 研究期間 (年度): 2023-06-30 – 2026-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2023年度)
• 配分額: 26,000千円 (直接経費: 20,000千円、間接経費: 6,000千円); 2025年度: 13,910千円 (直接経費: 10,700千円、間接経費: 3,210千円); 2024年度: 8,580千円 (直接経費: 6,600千円、間接経費: 1,980千円); 2023年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
• キーワード: 中性子寿命 / 月面探査 / 銀河宇宙線 / 水資源 / MoMoTarO

研究開始時の研究の概要

中性子の寿命は、加速器での中性子ビームによる「ビ ーム法」と冷却中性子を蓄積する「ボトル法」の間で約9秒(1%)もの違いがあり「中性子寿命パズル」と呼ばれる。月面には絶えず銀河宇宙線が衝突し、月面下1メートル 以内での原子核反応で高速中性子が発生する。この高速中性子は主に軽元素との弾性散乱で熱化し、熱中性子として表面から宇宙空間に漏出する。この漏出する熱中性子を用いて寿命を測定するのが本提案の究極的な狙いであり、そのための検出器開発、シミュレーターの開発、地球低軌道での宇宙実証などを実施する。