量子ビーム技術と宇宙観測検出器の出会いによる新技術開発

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2022-04-26

natural_sciences

{'items': [{'key': '9i98r', 'term': 'ミュオン', 'description': {'blocks': [{'key': '8ct3u', 'text': 'ミューオン、ミュー（μ）粒子ともいう。電子の約200倍の質量をもつ素粒子であり、電子と同じ大きさの電荷をもつ。加速器で大量に作ることのできる量子ビームの一つとして様々な研究で利用されている素粒子であり、基礎研究のほか本研究で扱う非破壊元素分析での利用などでも近年注目されている。', 'type': 'unstyled', 'depth': 0, 'inlineStyleRanges': [], 'entityRanges': [], 'data': {}}], 'entityMap': {}}}, {'key': '4hb7u', 'term': 'J-PARCミュオン科学実験施設MUSE ', 'description': {'blocks': [{'key': 'fsei0', 'text': '茨城県那珂郡東海村に設置された大強度陽子加速器施設(J-PARC) 物質・生命科学実験施設(MLF)内のミュオン施設。MUSEでは世界最高強度のパルス状のミュオンビームが利用可能である。', 'type': 'unstyled', 'depth': 0, 'inlineStyleRanges': [], 'entityRanges': [], 'data': {}}], 'entityMap': {}}}, {'key': 'dd7j7', 'term': 'CT', 'description': {'blocks': [{'key': '3mgva', 'text': 'Computed Tomographyの略で、調べたい対象に様々な方向からX線を当てて、方向によるX線の吸収具合の違いを調べ、これをデータ処理することで立体的な画像を再構築する方法。物質中の密度（原子番号）により画像上では濃淡が得られ、物質内部の情報が得られる。', 'type': 'unstyled', 'depth': 0, 'inlineStyleRanges': [], 'entityRanges': [], 'data': {}}], 'entityMap': {}}}, {'key': 'e6qv4', 'term': 'ミュオン特性X線 ', 'description': {'blocks': [{'key': '3huau', 'text': '負の電荷を持つミュオンは、電子と同じように原子核の周りに原子軌道を作りX線を放射する。このX線は通常の原子から放射される電子によるX線と区別するためにミュオン特性X線と呼ばれる。ミュオン特性X線は元素に固有のエネルギーを持つために、エネルギーの測定から元素の特定ができるだけでなく、非常に高いエネルギーを持つために高い透過能を持つ。', 'type': 'unstyled', 'depth': 0, 'inlineStyleRanges': [], 'entityRanges': [], 'data': {}}], 'entityMap': {}}}, {'key': '572nf', 'term': '蛍光X線分析', 'description': {'blocks': [{'key': '9fnvu', 'text': '元素に一定以上のエネルギーの光を照射することでそれぞれの元素に固有のエネルギーを持つX線が発生する。この強度を測定することで、対象物質の構成元素とその割合を求める測定手法。卓上の装置で非破壊分析が可能なことから、広い分野で利用されているが、基本的にサンプルの表面しか分析できない、炭素などの軽い元素は分析が難しいといった制限もある。', 'type': 'unstyled', 'depth': 0, 'inlineStyleRanges': [], 'entityRanges': [], 'data': {}}], 'entityMap': {}}}, {'key': '58lf3', 'term': 'テルル化カドミウム (CdTe) 半導体イメージング検出器', 'description': {'blocks': [{'key': '4tt2u', 'text': 'カドミウム（Cd）とテルル（Te）からなる化合物半導体を用いた検出器。硬X線と呼ばれる高いエネルギーのX線や、γ線を吸収し、高い感度で検出できるという性質を持つ。本研究で用いたテルル化カドミウム (CdTe) 半導体イメージング検出器は、宇宙観測用のX線天文衛星ひとみ (ASTRO-H) に搭載されていたものと質的に同一のもので、高いエネルギーのX線に対して大立体角かつ高い空間分解能を持つ。', 'type': 'unstyled', 'depth': 0, 'inlineStyleRanges': [], 'entityRanges': [], 'data': {}}], 'entityMap': {}}}, {'key': 'c7c63', 'term': 'SPECT (単一光子放射断層撮影)', 'description': {'blocks': [{'key': '2iiul', 'text': 'Single Photon Emission Computed Tomographyの略で、放射性物質を生体内に投与し、放射性物質から出るX線やγ線が放出された位置を検出器で可視化し、放射性物質の体内分布を調べる手法。例えばSPECTで血流を可視化することで、脳梗塞の診断などが可能になる。', 'type': 'unstyled', 'depth': 0, 'inlineStyleRanges': [], 'entityRanges': [], 'data': {}}], 'entityMap': {}}}, {'key': '9mns5', 'term': '三次元画像再構成 ', 'description': {'blocks': [{'key': '3snnj', 'text': 'イメージング検出器により複数の異なる条件（角度）で得られた像を組み合わせて三次元像を再現する手法。本研究ではMLEM（Maximum Likelihood Expectation Maximization）と呼ばれるSPECTで実際利用されている方法を分析に適用した。', 'type': 'unstyled', 'depth': 0, 'inlineStyleRanges': [], 'entityRanges': [], 'data': {}}], 'entityMap': {}}}]}

['irs']

['キュウ・イーファン', '二宮和彦']

本研究は、宇宙観測用に衛星に搭載するために開発された検出器、素粒子物理や物性研究などの分野の要請により発展してきた大強度ミュオンビームが得られる加速器、このふたつが組み合わさって、元素分析という科学全般で重要視される技術の進歩が得られたこと、そしてさらにこの技術がまた別の、文系分野である考古学に利用される可能性があるということに大きな意味があります。まさに異分野の出会いがこの新しい研究展開をもたらしたということで、学際的な研究の一つの成功例であると言えます。

二宮和彦

准教授

放射線科学基盤機構

https://rd.iai.osaka-u.ac.jp/ja/3701ebce92e1397c.html