〜素粒子ミュオンを使った非破壊軽元素分析に成功〜

大阪大学理学研究科寺田健太郎教授などの研究チームは、大強度陽子加速器施設J-PARCのミュオン装置群MUSE (MUon Science Establishment)の世界最高強度のパルスミュオンビームを用い、数mm厚の隕石模擬物質から軽元素(C, B, N, O)の非破壊深度分析、有機物を含む炭素質コンドライト隕石の深度70μm、および深度1 mmにおける非破壊元素分析という新しい非破壊元素分析に成功しました。

負ミュオン(μ-粒子)は、電荷-e、質量が電子の約200倍の不安定素粒子です。ミュオンを取り込んだ元素から発生する特性X線は高い物質透過能力を持ちます。炭素のような軽い元素から重い元素まで非破壊で深度分析が可能なミュオンビーム分析は非常にユニークであります。

例えば、2020年，C型小惑星から探査機「はやぶさ2」(今年度打ち上げ) が地球に持ち帰る稀少試料中の炭素濃度や有機物分布の非破壊分析に威力を発揮すると期待されます。

この成果は、5月27日（日本時間）、英国Nature Publishing Groupのオンライン科学雑誌「Scientific Reports」に掲載されます。
(論文題目「A new X-ray fluorescence spectroscopy for extraterrestrial materials using a muon beam」)

図１：電子ビームX 線分析とミュオンビームX 線分析の違い
表面近傍を観る電子ビームに対し、透過力の高いミュオンビームは、入射エネルギーを変えることで、バルク状態の任意の深部まで届く。

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