| 研究課題/領域番号 |
18H05334
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究機関 | 中央大学 |
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研究代表者 |
山田 正 中央大学, 理工学部, 教授 (80111665)
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| 研究分担者 |
安田 浩保 新潟大学, 災害・復興科学研究所, 准教授 (00399354)
山田 朋人 北海道大学, 工学研究院, 准教授 (10554959)
森島 邦博 名古屋大学, 高等研究院(未来材料・システム), 特任助教 (30377915)
平川 大貴 中央大学, 理工学部, 教授 (40372990)
前田 健一 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (50271648)
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| 研究期間 (年度) |
2018-06-29 – 2021-03-31
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| キーワード | ミュー粒子 / 土木構造物の可視化 / 防災対策技術の開発 / 探査技術の開発 / 検出機の改良 |
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| 研究実績の概要 |
近年の極端降水現象により甚大な河川災害が繰り返されている。河川災害は、越流破堤と浸透破堤が二大要因であり、この現象を解明するためには、河川堤防の幾何形状と内部状態を空間的に連続して把握することが求められるが、既存の計測技術では不可能である。これに対し、近年注目されている宇宙線ミュー粒子を活用した探査技術を導入し、半導体技術を用いることで継続時間の大幅な短縮と形状の自由度を達成できる新たな可視化技術の確立を目的としている。
今年度は本研究において研究課題として設定した①～④のうち、①と②について実施する予定であったが、③についても取り組むことができた。
研究課題①ミュー粒子による検出器の計測対象の検討：計測対象を検討するために、水文学と地盤工学の土木工学の研究者と宇宙線を専門とする物理学者で定期的に会合を持ち、ミュー粒子検出器により初めて実像の把握が見込める土木構造物にどのようなものがあるのか議論した。その結果，検出器での検出結果と実像の実態を比較検証できる構造物であることが必須要件であるという結論になり、まずは試験体としての土層を製作し、その形状や浸水条件等を変更させながら試験計測を行うことになった。
研究課題②既存の同時計測型の検出器による試験計測：現場での試験計測を行うに当たっての基礎情報を入手するため、複数の河川において現地踏査を行い、現状の確認を行った。また、地下鉄道の漏水箇所を特定できる可能性についても試験計測を行った。
研究課題③光半導体型のミュー粒子検出器の設計と試作：基礎研究として、河川堤防の内部状態を把握するために必要な分解能と、その分解能を実現するために必要なミュー粒子数を捕捉する計測所要時間を概算するための数値計算を行った。これらの計算結果をもとに、光半導体型検出器の設計を行った。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
今年度予定していた「研究課題①」については、議論の結果、計測対象の検討を終えたが、実際に試作機が完成した段階で具体の対象構造物を選定する必要があることから、9割程度の進捗と評価した。「研究課題②」については達成できたが、さらに継続して実施する必要があることから、8割程度の進捗と評価した。この他、次年度以降に取り組む予定であった「研究課題③」の検出器の設計まで完了したことから、当該評価とした。
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| 今後の研究の推進方策 |
研究課題①ミュー粒子による検出器の計測対象の検討：計測対象とする土木構造物の検討は終えたことから、実際に試作機が完成した段階で具体の計測対象物を選定する予定である。
研究課題②既存の同時計測型の検出器による試験計測：現在取り組んでいる試験計測については継続して実施する。さらに、多様な土木構造物での計測可能性を評価していく必要があり、また河川堤防の現状踏査も継続していく必要がある。
研究課題③光半導体型のミュー粒子検出器の設計と試作：今年度実施した検出器の設計をもとに試作機を製作する。それを用いて、研究課題①で検討された通り、試験体の土層を用いた試験計測に取り組む。
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