| 研究領域 | 宇宙観測検出器と量子ビームの出会い。新たな応用への架け橋。 |
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| 研究課題/領域番号 |
18H05461
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| 研究種目 |
新学術領域研究(研究領域提案型)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
理工系
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
木野 康志 東北大学, 理学研究科, 教授 (00272005)
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| 研究分担者 |
山下 琢磨 東北大学, 高度教養教育・学生支援機構, 助教 (40844965)
佐藤 元泰 中部大学, 工学部, 特任教授 (60115855)
棚橋 美治 中部大学, 工学部, 教授 (60804094)
岡 壽崇 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 (70339745)
岡田 信二 中部大学, 工学部, 教授 (70391901)
山本 則正 中部大学, 工学部, 准教授 (40350326)
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| 研究期間 (年度) |
2018-06-29 – 2023-03-31
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| キーワード | ミュオン / ミュオン触媒核融合 / 少数多体系 / エキゾチック原子・分子 / ミュオン原子衝突 / マッハ衝撃波 / ラムジェット / 核融合中性子 |
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| 研究成果の概要 |
共鳴状態を経由する新しいミュオン触媒核融合(μCF)のモデルを提案した。飛行中μCFの寄与も定量的に評価した。共鳴状態が崩壊する際に放出するX線スペクトルを観測することに初めて成功した。μCFにおけるミュオンの損失過程のα-μ付着とμCF後に放出されるミュオンも計算した。さらに、このミュオンを初めて直接検出した。今回の理論計算により20年以上未解決であった諸問題を解決した。超音速気体の衝撃波の干渉によりガス中に形成する定常的な高密度領域をμCFの反応場とすることを提案した。衝撃風洞を製作し，シュリーレン法により高密度領域が形成することを実測し、その位置、形状，干渉波面が空気力学計算と一致した。
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| 自由記述の分野 |
放射化学
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
エネルギー源や中性子源として期待されるミュオン触媒核融合(μCF)の多くの問題を精密な理論計算により解決した。新しい実験手法により、μCFの中のミュオン原子分子過程が明らかになった。電力を取り出すためにはミュオンの生成コストを現在の半分以下に下げる必要はあるが、μCFにより得られる単色の中性子を用いて、長寿命核分裂生成物の処理、未臨界原子炉の制御への応用を可能であることを示した。μCFで制御されるトリウムを用いる核分裂炉を社会実装するベンチャー企業も設立された。μCFから生成される低速ミュオン生成も原理実証され、ミュオン顕微鏡やミュオンコライダーなどミュオンの学術面への応用にも道を開いた。
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