2020 Fiscal Year Annual Research Report
Radiocarbon dating of ancient iron artifacts with high precision: Extension of measurements from metal iron to rusty iron samples
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17H02017
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
中村 俊夫 名古屋大学, 宇宙地球環境研究所, 名誉教授 (10135387)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
齋藤 努 国立歴史民俗博物館, 大学共同利用機関等の部局等, 教授 (50205663)
山田 哲也 公益財団法人元興寺文化財研究所, 研究部, 研究員 (80261212)
南 雅代 名古屋大学, 宇宙地球環境研究所, 教授 (90324392)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 放射性炭素 / 放射性炭素年代測定 / 古代鉄資料 / 鉄サビ部の年代測定 / 石英管燃焼法 / 鉄中炭素の回収率 / 加速器質量分析 / 14C年代の暦年較正 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
これまで申請者らは、古代鉄の年代測定に、操作に手間がかかるが鉄試料を完全に溶融して含有炭素を抽出できる高周波加熱炉（RF加熱炉）から構成される調製装置システムを使用してきた。本研究では、別途に、簡便な炭素抽出法の開発を実施した。具体的には、石英管を用いて金属鉄を加熱、酸化して鉄中に含まれる炭素を二酸化炭素として回収する。このために、石英管内に封入する鉄試料の重量と助燃剤（CuO）の重量の比、また、鉄試料の加熱温度や加熱時間の設定、さらに、一連の試料調製において発生する可能性のある外来炭素による汚染の有無や、汚染がある場合にその除去方法などを検討した。鉄と助燃剤の重量比については、助燃剤が多いほど、鉄中炭素の回収率は高くなり助燃剤を鉄の10倍程度用いると、炭素をほぼ100%回収することができる。しかし、既存の電気炉で加熱できる石英管の長さには限度があり、1gの鉄試料の場合には4gの助燃剤が最多量となる。炭素含有率が既知の標準鉄を用いて、1000℃で15時間の加熱した場合、炭素収率は平均値で87％と得られた。これで、14C年代測定に必要な炭素は必要量が回収できるし、外来の炭素による汚染は無いことが確認できた。
研ぎ師から、研ぎに出された日本刀資料から不要となった金属鉄片の提供を受け、開発した炭素抽出法を用いて得られた炭素について、加速器質量分析による14C年代測定を行い、日本刀の公式な鑑定から得られた推定年代と比較した。公式な鑑定が行われている日本刀資料については、14C年代測定結果はほぼ一致した。しかし出所が不明な日本刀資料では、概して、古すぎる14C年代が得られた。14C年代測定結果を基に、古すぎる年代を得た日本刀の出所来歴を検討する必要があることが明らかにできた。また、サビ鉄についても、予想される14C年代が得られたことから、サビ鉄の14C年代測定の可能性が示唆された。
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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