地球内部科学のための超高圧下でのカリウム40の寿命の決定

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15340082
• Research Institution: Nishinippon Institute of Technology
• Principal Investigator: 小田原 厚子 西日本工業大学, 工学部, 助教授 (30264013)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 亀卦川 卓美 高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所物質科学第2研究系, 助手 (70195220) ; 五十棲 泰人 京都大学, 放射性同位元素総合センター, 教授 (50027603) ; 郷農 靖之 九州大学, 大学院・理学研究院物理学部門, 教授 (50016127) ; 望月 優子 理化学研究所, RIビーム科学研究室, RIBF研究員 (90332246)
• Keywords: 崩壊定数変化 / ベータ崩壊 / 超高圧

Research Abstract

本研究では、半減期1.28×10^9年のカリウム40にダイアモンド・アンビル装置を用いて超高圧を加え、その崩壊定数変化を調べる。この研究は、原子核物理学と地球内部科学の分野で興味が持たれている。カリウム40は自然界に存在し、その自然放射線は常時観測にかかる。このバックグラウンド・ガンマ線を除去するため、鉛ブロックによるシールドと、医療用に九州大学で開発されているガンマ線の位置検出が可能なコンプトンカメラで試み、最も良い方法を本実験で採用する。
平成15年度は実験準備と自然放射線のシールド等のテスト実験を行った。
市販品の中で最も高濃縮度である6.5%のカリウム40の試料を購入した。まず、この試料を用いた鉛ブロックによる自然放射線除去テストを九州大学で行った。結果として、鉛ブロック自身やゲルマニウム検出器周辺の材料からも自然放射線が放出されており、本実験ではこれらを考慮した解析を行う必要があることが確認された。
次に、同じくバックグラウンド・ガンマ線除去のために使用を考えているコンプトンカメラの修理を行い、また、不足の回路系を購入してデータ収集系の整備を行った。これにより、コンプトンカメラの独自システムによる使用が可能となり、医療用開発分野では植物の葉にマルチトレーサーを注入し、写真を撮ることに成功した。
最後に、カリウム40に超高圧をかけるための装置の準備を行った。当初予定より、カリウム40の濃度が低いため、ダイヤモンド・アンビル内にセットする試料の量を増やし、かつ、ゲルマニウム検出器をセットするために、この実験の仕様に合わせたアンビルトップやドリッカマーセルを製作する必要が生じた。また、長期測定に備えてゲルマニウム検出器を冷却するための液体窒素自動補給装置も準備した。
来年度は今年度の準備・成果に基づき、本実験である超高圧下でのカリウム40の寿命の測定を行う予定である。

Research Products

• [Publications] A.Odahara 他5名: "PRESSURE DEPENDENCE OF A DECAY CONSTANT OF ^<40>K"KYUSYU UNIVERSITY TANDEM ACCELERATOR LABORATORY REPORT (2002-2003). 9(未定). (2004)
• [Publications] 小田原厚子 他5名: "超高圧下における^<40>Kの崩壊定数変化"西日本工業大学紀要 理工学編. 33(未定). (2004)
• [Publications] 小田原厚子 他4名: "超高圧下の^<40>K崩壊定数変化の研究"第109回日本物理学会 九州支部例会予稿集. 146 (2003)
• [Publications] 望月優子: "超高圧下における^<40>K軌道電子捕獲ベータ崩壊寿命の変化"日本物理学会 第59回年次大会予稿集. (未定). (2004)