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2014 年度 実績報告書

地下深部花崗岩中のミューオン生成核種を用いた過去1千万年の宇宙線変動の探索

研究課題

研究課題/領域番号 24540297
研究機関山形大学

研究代表者

櫻井 敬久  山形大学, 理学部, 教授 (60150265)

研究分担者 堀内 一穂  弘前大学, 理工学研究科, 助教 (00344614)
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
キーワード宇宙線生成核種 / Be-10 / Al-26 / ミューオン / 高エネルギー
研究実績の概要

本研究は、過去1千万年の宇宙線強度変動を探索するために高エネルギー宇宙線ミューオンが地下深部の岩石中に生成する宇宙線生成核種Be-10, Al-26 を加速器質量分析法(AMS)により検出することを目的としている。CERNにおいて160GeVのミューオンを照射した土岐花崗岩試料から抽出した石英のAMS分析測定結果について解析を行いまとめた。
1.Ni板に生成された生成核種濃度分布解析から照射ミューオンビームは12 cmx17 cmの楕円形であることが分かった。これより直径6 cmの円筒花崗岩への照射ミューオン数分布の詳細を明らかにした。
2.ミューオン入射面の花崗岩(0-5cm)におけるBe-10およびAl-26の生成断面積は、各々10 ±0.6 μb, 139 ±18 μbであった。この結果は先行研究である照射ターゲットの全面にコンクリートを置いたHeisinger et al.の結果の約10分の1であった。しかし、Al-26のBe-10に対する断面積の比は、Heisingerおよびシミュレーションの結果と同様な値を示していた。
3.1m花崗岩中のBe-10およびAl-26の生成率は、花崗岩の全面から約30 cmの間で急激に増加しその後一定になることが分かった。その増加度は各々2.4倍と3.6倍であった。一方、花崗岩の間に挟んだ石英板における生成率は、その前後の花崗岩中の生成率と同様であった。これらの結果より高エネルギーミューオンによる核種の生成は2次的生成粒子の影響を受け且つ特性的物質量により平衡状態に達すると考えられる。
4.1サンプルについて調べた土岐花崗岩のBe-10は4.1x103 atoms/g石英であった。

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2015 2014

すべて 学会発表 (3件)

  • [学会発表] タイ・バンコクにおける1年間の宇宙線生成核種Be-7 の観測2015

    • 著者名/発表者名
      櫻井敬久 他
    • 学会等名
      太陽圏シンポジウム
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2015-03-04 – 2015-03-06
  • [学会発表] Induced nuclide Be-10, Al-26, and Na-22 in a granite core exposed by 160 GeV/c muon2014

    • 著者名/発表者名
      H. Sakurai, K. Horiuchi, et al.
    • 学会等名
      第13回加速器質量分析国際会議
    • 発表場所
      Aix - Marseille University - Montperrin Campus Aix en Provence France
    • 年月日
      2014-08-24 – 2014-08-29
  • [学会発表] 14C contents in early and late woods of annual tree rings after Carrington occurrence in September 18592014

    • 著者名/発表者名
      H. Sakurai, et al.
    • 学会等名
      第13回加速器質量分析国際会議
    • 発表場所
      Aix - Marseille University - Montperrin Campus Aix en Provence France
    • 年月日
      2014-08-24 – 2014-08-29

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公開日: 2016-06-01  

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