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2022 年度 実施状況報告書

第四紀堆積物のESR年代測定法の確立

研究課題

研究課題/領域番号 20K04090
研究機関岡山理科大学

研究代表者

豊田 新  岡山理科大学, 古生物学・年代学研究センター, 教授 (40207650)

研究分担者 横山 祐典  東京大学, 大気海洋研究所, 教授 (10359648)
高田 将志  奈良女子大学, 人文科学系, 教授 (60273827)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
キーワード電子スピン共鳴年代測定 / 堆積物 / 石英 / 熱安定性
研究実績の概要

これまでの研究において、太陽光によってESR信号がブリーチ(消去)する性質について一定の成果を上げ、昨年には、熱安定性についての研究成果を報告した。ここでわかったように、年代測定においては、熱的に不安定な成分を消去して年代を求めることが必要であること、また熱的に安定な信号を用いて年代を求める必要があるため、そのESR信号の消滅の性質についてより詳細に研究を進めた。今回、一定の温度で加熱時間を変えて信号の減衰を調べる等温加熱実験を詳細に行ったところ、石英の常磁性格子欠陥の加熱による減衰が、1次反応と2次反応の混合による機構で予想される関数形で説明できることを示された。そして、この性質は、問題としている常磁性格子欠陥が、同数ではない他の欠陥との間で電子やホールをやり取りして消滅していくというモデルで説明できることがわかった。この議論においては、反応次数ごとに形式的に異なる2つの定数が式の上に現れるが、反応のモデルとの対応でこの反応機構を検討すると、熱安定性を決める実質的な定数1つのみによって説明できることが予想されることがわかった。したがって、次には、同一の試料を使用する限りは、加熱時間が1種類のみの段階加熱実験のみで、この反応の定数の温度依存性を求め、アレニウスプロットによって、この外挿によって室温における寿命(あるいは熱安定性)を定量的に議論することができることが予想される。今後この点を検討することが課題となる。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

実験データを解析したところ、詳細な加熱実験が必要となり、それに時間を取られたために不安定な信号を消去する、あるいは不安定な信号であることを判定するという手順についての検討に時間を要した。しかし、この点について、問題の本質が理解できたため、当初の予定に従って研究を進めることができると考えられる。

今後の研究の推進方策

年代既知で、開発した年代測定手順を実際に適用してみる試料については、オーストラリアの試料を入手済みである。この試料を用いて実際に年代測定を行い、ルミネッセンス年代との比較を行って結果を議論する予定である。

次年度使用額が生じた理由

実験データを解析したところ、詳細な加熱実験が必要となり、それに時間を取られたために不安定な信号を消去する、あるいは不安定な信号であることを判定するという手順についての検討に時間を要した。しかし、この点について、問題の本質が理解できたため、当初の予定に従って研究を進める。このために、年代既知で、開発した年代測定手順を実際に適用してみる試料については、オーストラリアの試料を入手済みである。この試料を用いて実際に年代測定を行い、ルミネッセンス年代との比較を行って結果を議論する予定である。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2022 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 2件)

  • [国際共同研究] Selkuk University(トルコ)

    • 国名
      トルコ
    • 外国機関名
      Selkuk University
  • [学会発表] ガンマ線照射の際の二次電子平衡再考2022

    • 著者名/発表者名
      豊田新,Ulku Sayin, Emel Ece
    • 学会等名
      ESR応用計測研究会・ルミネッセンス年代測定研究会・フィッション・トラック研究会・2022年度 合同研究会
  • [学会発表] ブリーチされるESR信号の熱安定性2022

    • 著者名/発表者名
      小畑直也・豊田 新
    • 学会等名
      ESR応用計測研究会・ルミネッセンス年代測定研究会・フィッション・トラック研究会・2022年度 合同研究会
  • [学会発表] Secondary electron equilibrium revisited: when doses are given by photons2022

    • 著者名/発表者名
      Shin Toyoda, Ulku Sayin, Emel Ece, Naoya Obata
    • 学会等名
      6th Asia-Pacific Conference on Luminescence and Electron Spin Resonance Dating (APLED 2022)
    • 国際学会
  • [学会発表] Optical bleaching and thermal annealing of the ESR signals in quartz2022

    • 著者名/発表者名
      Naoya Obata, Shin Toyoda
    • 学会等名
      6th Asia-Pacific Conference on Luminescence and Electron Spin Resonance Dating (APLED 2022)
    • 国際学会
  • [学会発表] 堆積物試料のESR熱安定性及びブリーチ特性2022

    • 著者名/発表者名
      小畑直也,豊田新
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2022年大会

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公開日: 2023-12-25  

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