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2008 年度 実績報告書

エックス線および核ガンマ線観測による雷電場での粒子加速メカニズムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 19740167
研究機関独立行政法人理化学研究所

研究代表者

土屋 晴文  独立行政法人理化学研究所, 牧島宇宙放射線研究室, 基礎科学特別研究員 (70415230)

キーワード粒子加速 / γ線 / 雷雲 / 雷活動
研究概要

これまでの柏崎刈羽原子力発電所構内での観測により、冬の雷雲が電子を10MeV以上に加速できる天然の粒子加速器であることを明かした。そこで、夏の雷雲も粒子加速器かどうかを探るため、2008年には岐阜県の標高2770mにある乗鞍宇宙線観測所で、夏季雷活動からの放射線観測を行った。その結果、4例のバーストを捕らえることに成功した。そのうち9月21日の真夜中に得られたバーストは雷放電にはまったく同期せず90秒はど続き、光子のみならず電子をも含んでいたことがわかった。得られた光子スペクトラムは10MeVまで伸び、それとモデルとの比較により、光子は90mはど離れたところから飛来した制動放射γ線とわかった。さらに観測された電子の大部分は、雷雲中の電場で20MeVまで加速された電子が雷雲を抜け出し、検出器に飛来したものと解釈できることを示した。これらの結果は、夏の雷雲も粒子加速器である証拠である。これらの結果をまとめ、Phys. Rev. Lett.に投稿し、査読中である。
2008年も冬季の雷活動が活発になる11月中旬より柏崎原発で観測を続けている。12月に当初からの目的であった、携帯端末を利用してのデータ転送を可能たした。その結果、12月23日と25日に得られた放射線バーストのデータを現地に行かず、取得できた。特に前者のイベントでは、雷放電に同期して光子(>40keV)と電子(>400keV)が通常時の10倍以上のカウントで得られた。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2008 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (6件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] 雷雲は粒子加速器か?2008

    • 著者名/発表者名
      榎戸輝揚、土屋晴文
    • 雑誌名

      天文月報 11

      ページ: 667-676

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 雷雲γ線の生成と粒子加速2008

    • 著者名/発表者名
      土屋晴文、榎戸輝揚
    • 雑誌名

      プラズマ核融合学会誌 84

      ページ: 410-416

    • 査読あり
  • [学会発表] 雷や雷雲からのX線・γ輝を利用しての電場による粒子加速の検証2008

    • 著者名/発表者名
      土屋晴文
    • 学会等名
      平成20年度ICRR共同利用研究成果発表会
    • 発表場所
      東京大学宇宙線研究所
    • 年月日
      2008-12-19
  • [学会発表] Energetic radiation bursts associated with terrestrial thunder activity2008

    • 著者名/発表者名
      H. Tsuchiya
    • 学会等名
      International Workshop on Variabilities of Solar-Cosmic and Terrestrial Environment
    • 発表場所
      JAMSTEC
    • 年月日
      2008-12-05
  • [学会発表] 2007年中における冬季雷雲からのガンマ線観測2008

    • 著者名/発表者名
      土屋晴文, 榎戸輝揚, 他(11人中1番目)
    • 学会等名
      日本物理学会2008年秋季大会
    • 発表場所
      山形大学
    • 年月日
      2008-09-23
  • [学会発表] Recent progresses in research of non-thermal processes in lightning and thunderclouds2008

    • 著者名/発表者名
      H. Tsuchiya
    • 学会等名
      International Congress on Plasma Physics 2008
    • 発表場所
      Fukuoka International Congress Center
    • 年月日
      2008-09-09
  • [学会発表] 日本海側の冬季に発生する雷雲からの高エネルギーガンマ線の観割2008

    • 著者名/発表者名
      土屋晴文
    • 学会等名
      平成20年度電気学会基礎・材料・共通部門大会
    • 発表場所
      千葉工大
    • 年月日
      2008-08-21
  • [学会発表] Observations of high-energy gamma rays from winter thunderclouds on the Japan Sea(1)2008

    • 著者名/発表者名
      Harufumi Tsuchiya
    • 学会等名
      日本地球惑星連合大会2008
    • 発表場所
      幕張
    • 年月日
      2008-05-30
  • [備考]

    • URL

      http://cosmic.riken.jp/harufumi/

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公開日: 2010-06-11   更新日: 2016-04-21  

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