研究課題
宇宙線ラジオグラフィは、宇宙線中に含まれる極めて高い透過力を持つ素粒子「ミューオン」を用いる事でX線レントゲン撮影と同様の原理で厚い物体の内部を非破壊で可視化する技術である。我々は、写真フィルム型の三次元飛跡検出器「原子核乾板」による宇宙線ミューオンラジオグラフィ技術の開発を推進してきた。本研究では、2017年11月にエジプトのクフ王のピラミッド内部に発見した巨大空間および2016年にピラミッド北側の切妻構造背後に発見した通路状の空間などの形状を三次元的に推定するための技術開発を行う。具体的には、原子核乾板を観測対象物の周囲または内部の複数地点に設置して同時に観測を行う事で、観測対象内部の３次元分布の可視化を可能とする「宇宙線ミューオントモグラフィ」の基盤技術の構築を進めた。原子核乾板検出器の開発として、高い位置と角度精度を達成するガラス支持体を用いた両面塗布乾板の開発を進めた。新しいプラスチック基材としてCOP（シクロオリフェンポリマー）を用いた開発も行った。それぞれの原子核乾板から得られる位置のゆがみ、および角度精度の評価を行った。この評価において異なる基材を用いたことで、原子核乾板の絶対角度の屈折率依存性および読み取り装置の光学系に由来する屈折率の影響を明らかにすることが出来た。これらの結果を用いて、ピラミッド内部での観測における角度精度の向上を達成した。特に、下降通路およびアルマムーンの通路から同時に観測した切妻構造背後の空間の解析における精度向上では、数十センチの精度での位置決定を可能とした。また、ピラミッド内部に設置した複数の原子核乾板の位置をLiDARで取得したデータから決定する手法を開発した。これらの開発により、ピラミッドやホンジュラスのコパン遺跡、イタリアナポリの地下遺跡、NuBridgeなどの内部空間の形状を三次元的に推定する技術基盤を構築した。
2: おおむね順調に進展している
原子核乾板の歴史の中でも新しいガラス両面塗布型原子核乾板の開発とその評価により、原子核乾板の基材の屈折率に由来する絶対角度の系統的なずれを校正する手法を確立した。さらに、その手法を用いて、エジプトのクフ王のピラミッドの切妻構造背後の空間を多地点から同時に観測したデータを解析することで、三次元空間形状の推定精度を向上した。
これまでの研究開発方針を継続する。ガラス両面塗布型の新しい原子核乾板の性能等を技術論文としてまとめる。現在進めている遺跡調査（エジプトのクフ王のピラミッド、イタリアのナポリの地下遺跡、ホンジュラスのコパン遺跡）から得られたデータの三次元解析のための手法開発を進める。特に、エジプトのクフ王のピラミッド内部に発見した空間の三次元形状解析のための手法の開発および空間の形状推定を行う。この開発と解析を通して、空間の形状を三次元的に推定する技術基盤を構築する。また、クフ王のピラミッドの王の間やコパン遺跡、ナポリの地下遺跡などを構成する建材からの放射線により原子核乾板に蓄積されたノイズが問題となっているため、原子核乾板の耐放射線性の向上を進める。
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すべて 国際共同研究 (4件) 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (23件) (うち国際学会 3件、 招待講演 3件) 備考 (1件)
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment
巻: 966 ページ: 163850～163850
10.1016/j.nima.2020.163850
巻: 975 ページ: 164163～164163
10.1016/j.nima.2020.164163
http://flab.phys.nagoya-u.ac.jp/2011/appli/muon/
