| 研究課題/領域番号 |
21340068
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| 研究機関 | 独立行政法人日本原子力研究開発機構 |
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研究代表者 |
早川 岳人 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 量子ビーム応用研究部門, 研究主幹 (70343944)
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| 研究分担者 |
静間 俊行 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 量子ビーム応用研究部門, 研究副主幹 (50282299)
宮本 修治 兵庫県立大学, 付属研究所, 教授 (90135757)
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| キーワード | 宇宙核時計 / ルテチウム / 光核反応 / 半減期 |
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| 研究概要 |
核宇宙時計とは、超寿命放射性同位体の親核と娘核の量から、親核が生成された年代、親核の量が確定した(例えば、岩石が形成された)年代を測定する手法である。核宇宙時計の一つ、Lu-176(ルテチウム)はs過程と呼ばれる遅い中性子捕獲反応過程で生成された核種である。また、約4×10^<10>年の半減期でHf-176(ハフニウム)にベータ崩壊する。^<176>Luには、その半減期が信頼できないという致命的な問題がある。過去20年間に9グループがガンマ線測定による直接測定を行ったが誤差の範囲で一致しない。一方、地球科学者は、間接測定(既に年代の判明している試料中の^<176>Lu/^<176>Hfから半減期を求める手法)を行った。しかし、地球岩石から求めた半減期と、隕石から得た半減期が一致しないという信じ難い結果が出たのである。この半減期の矛盾を解決するには、従来の手法とは異なる直接測定法で、信頼できる半減期を求める必要がある。そこで、ベータ・ガンマ同時計数法及び、全立体角放射線測定法の2種類の測定法を用いることで信頼できる半減期を求める。また、隕石と岩石から求めた半減期不一致の原因をレーザー逆コンプトンガンマ線を用いた光核反応で探る。シンチレーターの内部バックグランドが重要な問題の一つであり、LSO、GSO、GSOZ、LGSO、BGO、LaBr(これは比較のため)のサンプル等を用意して低バックグランド環境で計測した。なお、LSOとLGSOは内部にLuを含むため試料を別途用意する必要がないという長所がある。また、レーザーコンプトン散乱ガンマ線のエネルギーはレーザーの波長に反比例するため、通常の1μmより長い1.5μmの波長のファイバーレーザーを用意し、まず産業技術総合研究所の蓄積リングでコンプトン散乱ガンマ線の発生テストを行った後に、ニュースバルに移設した。
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