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2020 年度 実績報告書

古代鉄の放射性炭素年代測定:金属鉄から錆びた鉄への適用拡張と測定の高精度化

研究課題

研究課題/領域番号 17H02017
研究機関名古屋大学

研究代表者

中村 俊夫  名古屋大学, 宇宙地球環境研究所, 名誉教授 (10135387)

研究分担者 齋藤 努  国立歴史民俗博物館, 大学共同利用機関等の部局等, 教授 (50205663)
山田 哲也  公益財団法人元興寺文化財研究所, 研究部, 研究員 (80261212)
南 雅代  名古屋大学, 宇宙地球環境研究所, 教授 (90324392)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2021-03-31
キーワード放射性炭素 / 放射性炭素年代測定 / 古代鉄資料 / 鉄サビ部の年代測定 / 石英管燃焼法 / 鉄中炭素の回収率 / 加速器質量分析 / 14C年代の暦年較正
研究実績の概要

これまで申請者らは、古代鉄の年代測定に、操作に手間がかかるが鉄試料を完全に溶融して含有炭素を抽出できる高周波加熱炉(RF加熱炉)から構成される調製装置システムを使用してきた。本研究では、別途に、簡便な炭素抽出法の開発を実施した。具体的には、石英管を用いて金属鉄を加熱、酸化して鉄中に含まれる炭素を二酸化炭素として回収する。このために、石英管内に封入する鉄試料の重量と助燃剤(CuO)の重量の比、また、鉄試料の加熱温度や加熱時間の設定、さらに、一連の試料調製において発生する可能性のある外来炭素による汚染の有無や、汚染がある場合にその除去方法などを検討した。鉄と助燃剤の重量比については、助燃剤が多いほど、鉄中炭素の回収率は高くなり助燃剤を鉄の10倍程度用いると、炭素をほぼ100%回収することができる。しかし、既存の電気炉で加熱できる石英管の長さには限度があり、1gの鉄試料の場合には4gの助燃剤が最多量となる。炭素含有率が既知の標準鉄を用いて、1000℃で15時間の加熱した場合、炭素収率は平均値で87%と得られた。これで、14C年代測定に必要な炭素は必要量が回収できるし、外来の炭素による汚染は無いことが確認できた。
研ぎ師から、研ぎに出された日本刀資料から不要となった金属鉄片の提供を受け、開発した炭素抽出法を用いて得られた炭素について、加速器質量分析による14C年代測定を行い、日本刀の公式な鑑定から得られた推定年代と比較した。公式な鑑定が行われている日本刀資料については、14C年代測定結果はほぼ一致した。しかし出所が不明な日本刀資料では、概して、古すぎる14C年代が得られた。14C年代測定結果を基に、古すぎる年代を得た日本刀の出所来歴を検討する必要があることが明らかにできた。また、サビ鉄についても、予想される14C年代が得られたことから、サビ鉄の14C年代測定の可能性が示唆された。

現在までの達成度 (段落)

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (1件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 1件)

  • [国際共同研究] Museum Bronbeek(オランダ)

    • 国名
      オランダ
    • 外国機関名
      Museum Bronbeek
  • [雑誌論文] 加速器質量分析法による日本刀や古い鉄器類の放射性炭素年代測定.2022

    • 著者名/発表者名
      中村俊夫・江藤孝一・藤本隆雄・山田哲也・塚本敏夫・齋藤 努・清水康二・伊藤 茂・南 雅代
    • 雑誌名

      年代測定研究

      巻: 6 ページ: 27-34

  • [学会発表] Radiocarbon dating of historical iron products with accelerator mass spectrometry.2021

    • 著者名/発表者名
      Nakamura, T. Eto, K., Fujimoto, T., Yamada, T. Saito, T., Minami, M.
    • 学会等名
      15th International Conference on Accelerator Mass Spectrometry
    • 国際学会
  • [学会発表] 加速器質量分析法による鉄器類の放射性炭素年代測定2021

    • 著者名/発表者名
      中村俊夫・江藤孝一・藤本隆雄・山田哲也・南 雅代
    • 学会等名
      日本文化財学会第38回大会
  • [学会発表] 名古屋大学AMS 14C測定の現状と応用研究(2020-2021)2021

    • 著者名/発表者名
      中村俊夫・南 雅・山根雅子・小田寛貴・池田晃子・小坂由紀子・ 西田真砂美・若杉勇輝・佐藤里名・澤田 陸・酢屋徳啓・北川浩
    • 学会等名
      第33回タンデム加速器及びその周辺技術の研究会

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公開日: 2022-12-28  

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