ボアホール設置型地下構造リモートセンシング技術開発

2022 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 22K14610
• 研究機関: 中部大学
• 研究代表者: 山崎 勝也 中部大学, 工学部, 講師 (40773578)
• 研究期間 (年度): 2022-04-01 – 2025-03-31
• キーワード: ミューオグラフィー / 宇宙線 / ミューオン / リモートセンシング / 地下探査

研究実績の概要

近年、宇宙線ミューオンを用いた火山などの巨大構造物の透視が可能となり、関連する技術の更なる高度化・多様化に向けて現在も活発に議論・研究がなされている。本研究では、宇宙線ミューオンを用いて地下構造を透視するための観測技術を発展・実用化することを目的として、研究・開発を進めている。
本研究の主題は、ミューオンによる地下構造透視のためのミューオン検出器の小型化と高性能化および解析手法の確立である。2022年度は、観測場所の事前調査と検出器製作のための物品調達および検出器の組み上げ、観測の設計を実施した。
本研究で使用するミューオン検出器の主要部分である、プラスチックシンチレーターを用いたミューオン検出部について、直径86 mmの穴に設置可能かつ十分な空間分解能を実現するための装置設計を完了した。加えて、資材の調達・組み上げが完了し、光センサーを用いた信号取得までの動作を確認できた。本研究で使用するプラスチックシンチレーターには、波長変換ファイバーを通すために直径1.1 mm、長さ1000 mmの貫通穴が空いている。ファイバーを穴に通したのち、集光効率を上げるためにこの穴の中には光学グリスを注入した。また、これらと並行して検出器をボアホールに設置する際に必要な検出器の懸架機構、地上での電源供給およびデータ収集のコントロール部分を設計した。
2023年度はミューオン検出部について、期待される空間分解能を達成するための評価および調整を実験室にて実施する。さらにこれらの調整後、ボアホールにて試験観測を行い、最終性能評価を実施する予定である。

現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

当初計画通りに装置の設計・開発が進み、性能評価試験を始めることができた。また、観測場所については既に決定しているため進捗に問題はない。2023年度の試験観測では、観測地での電源確保に関して要検討事項が残っているが、計画に遅れが発生する要因にはならないと考えている。

今後の研究の推進方策

2023年度は当初計画通り検出器の性能評価試験を実施し、装置構成について再検討が必要な項目を調査し、これらを改善する。また、観測地での試験観測も開始する予定であるため、電源、データ収集のコントロール方法等を検討し、検出器周りの地上施設の設計・製作も進めていく。

次年度使用額が生じた理由

データ収集エレクトロニクスを再選定し、購入を先送りにしたため次年度使用額が生じた。既に再選定は完了しているため、2023年度分と合わせて計画通り使用する。