宇宙線を用いた完全非破壊オンサイト成分分析法の開拓：古代青銅器文化の解明に向けて

利用宇宙射线开发完全无损的现场成分分析方法：阐明古代青铜时代文化

基本信息

批准号：
20K20412
负责人：
佐藤朗
金额：
$ 16.56万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Research (Pioneering)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は、文化財資料を全く傷つけること無く、資料内部の成分や同位体比情報を博物館に居ながらにして調べることを可能とする全く新しいオンサイト非破壊分析方法「宇宙線ミューオンX線分析法」を開発して、貴重文化財における科学分析の新しい時代を開拓しようとするものです。特に、古代青銅器を対象として、資料の元素組成や鉛同位体比を宇宙線ミューオンを用いて分析する技術確立に挑戦します。本年度は京都泉屋博古館における実考古資料に対するミューオンX線分析実施に向けて、実機測定システムの準備を進めました。測定資料の候補としては、古墳時代前期に製作されたとされる「ダ龍鏡」（直径22.9 cm、重量1100 g）を選定しました。本資料のモデルをモンテカルロシミュレーション内に組み込み、検出器配置の最適化を行ないました。シミュレーションによる検討については、将来、博物館などに設置する可能性としてゲルマニウム検出器の数を大幅に増強した装置の場合も含めて、結果を論文として公表しました。これらの検討により、新しいシンチレーション検出器を設計・製作し、動作確認を行いました。また、泉屋博古館のセキュリティーを侵さずに、大学など博古館から離れた場所でも測定状況をモニターし、データ収集を操作するシステムの構築が必要です。そのために、博古館内のネットワークとは完全に独立にモバイルルーターを使用した遠隔制御系を構築し、長時間の動作試験を行いました。また、データ収集用コンピュータやゲルマニウム検出器を停電や瞬停から保護するために無停電電源を組み込んだ電源系を構築しています。これらの実機測定システムを大阪大学内に構築し、模擬資料を用いた予備測定を進めています。実機測定システム構築に時間を要したため、京都泉屋博古館における実考古資料の測定は、2023年度に実施することとしました。

这项研究基于一种全新的现场非破坏性分析方法“宇宙射线μ子X射线分析”，可以在不损坏文化财产材料的情况下检查其内部的成分和同位素比信息。入住博物馆的目的是通过开发分析有价值文化财产的新方法，开创对有价值文化财产进行科学分析的新时代。特别是，我们的目标是建立利用宇宙射线μ介子分析古代青铜器的元素组成和铅同位素比的技术。今年，我们在京都泉宫博古馆准备了用于对实际考古材料进行μ介子X射线分析的实际测量系统。作为测量材料的候补，我们选择了据说是古坟时代早期制作的“大流京”（直径22.9厘米，重量1100克）。本文档中的模型已纳入蒙特卡罗模拟中，以优化探测器的放置。关于模拟研究，我们在一篇论文中发表了结果，其中包括一个具有显着增加的锗探测器数量的设备的情况，该设备将来可能会安装在博物馆中。基于这些研究，我们设计并制造了一种新型闪烁探测器并确认了其运行。此外，有必要建立一个系统，即使在距离博古馆较远的地方（例如大学）也能监控测量状态并进行数据收集，而不会影响泉宫博古馆的安全。为此，我们使用完全独立于博古馆内部网络的移动路由器构建了远程控制系统，并进行了长期的运行测试。此外，我们还建立了一个电源系统，其中包含不间断电源，以保护数据采集计算机和锗探测器免受断电和瞬时断电的影响。我们在大阪大学内部构建了这些实际测量系统，并正在使用模拟材料进行初步测量。由于建立实际测量系统需要时间，我们决定于2023年在京都泉宫博古馆进行实际考古材料的测量。