微小宇宙物質の 高感度元素定量法の確立 校費 540,000円 旅費 50,000円 平成16年度共同利用研究費査定額

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1 微小宇宙物質の 高感度元素定量法の確立 校費 540,000円 旅費 50,000円 平成16年度共同利用研究費査定額
福岡孝昭 (立正大学地球環境科学部) 野上謙一 (独協医科大学) 田澤雄二 (京都大学理学部) 鈴木善美 (山形大学理学部) 斉藤裕子 (青山学院大学理工学部) 平成16年度共同利用研究費査定額 校費　 540,000円 旅費 50,000円

2 小林和久 (金沢大学低レベル放射能実験施設) 松崎浩之 (東京大学原子力研究総合センター)
少量南極隕石の26Al放射能の測定 福岡孝昭 (立正大学地球環境科学部) 小島秀康（国立極地研究所） 小林和久 (金沢大学低レベル放射能実験施設) 大橋英雄 (東京海洋大学海洋科学部) 松崎浩之 (東京大学原子力研究総合センター) 小林町恵 (立正大学地球環境科学部) 平成16年度共同利用研究費査定額 旅費 100,000円

3 微小宇宙物質とは 重さ： 数μｇ～ｍｇ 大きさ： 数10～数100μｍ Hayabusa： Sample return 隕石中鉱物 宇宙塵
重さ：　　数μｇ～ｍｇ 大きさ：　数10～数100μｍ Hayabusa： Sample return 隕石中鉱物 宇宙塵 （火山ガラス（テフラ）） （造岩鉱物） （環境中“ダスト”）

4 微小宇宙物質の化学分析法の比較

5 微小宇宙物質のINAAの問題点 １．肉眼ではほとんど目視できない 迅速取り扱い （短寿命核種：半減期2~10分） ２．測定感度の向上
　　迅速取り扱い （短寿命核種：半減期2~10分） ２．測定感度の向上 ３．Geometryの近い固体標準物質

6 実験手順 SEM – EDS観察 長時間照射施設で100時間照射 重量測定 高純度石英板容器の除去 ポリエチレンフィルムに融封
気送管照射 ポリエチレン板にフィルムをくっつける 短寿命核種の測定 ポリエチレン容器に入れる ポリエチレンフィルムの除去 微弱放射能測定施設で、井戸型Ge検出器を用いて、長寿命核種の測定 高純度合成石英容器に設置

7 気送管照射 （熱中性子束：2×1013 n/cm2/sec） →1stカウント：照射後すぐ 400秒間
　JRR-3Mで10分間照射 　　　　　　（熱中性子束：2×1013 n/cm2/sec） 　　　→1stカウント：照射後すぐ　400秒間　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　Al, Mg, Ca, Ti, V(H.L:2~10min)　　　 　　　→2ndカウント：照射後、1~2時間後　1000秒間　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　Mn, Na, K, Dy(H.L:2~15hr)　　　

8 実験手順 ・・・ 長時間照射施設で100時間照射 高純度石英板容器の除去 ポリエチレンフィルムに融封 ポリエチレン板にフィルムをくっつける
JRR-3M、100時間照射 （熱中性子束：1×1014 n/cm2/sec） 長時間照射施設で100時間照射 高純度石英板容器の除去 ポリエチレンフィルムに融封 ポリエチレン板にフィルムをくっつける ポリエチレン容器に入れる 1st ct ： 6～12時間（照射後3~6日） 希土類元素、Auなど 2nd ct ： 1～2日（1st ctから約1ヶ月後） 希土類元素、 Irなど 微弱放射能測定施設で、井戸型Ge検出器を用い、長寿命核種の測定

9 新容器（高純度合成石英板） 断面 融封 試料 上から ・・・密閉 (原則) フタ 2 mm 1.5 mm 照射後切断 20 mm 出にくい
破損 針金 純Al線 上から

10 井戸型Ge検出器 井戸型Ge検出器 通常Ge検出器 試料 50 mm 9 mm Ge検出器検出効率の比較 (40K)

11 標 準 試 料 親石元素（Fe, Mg, Ca, Na, K, Ti, REE, Sc, Co, Ta, etc.）
　　岩石標準試料から作製したガラス片 　　　　JB-1（GSJ岩石標準試料） 　　　　JR-2（GSJ岩石標準試料） 親鉄元素（Ni, Os, Ir, Au） 　　Allende（隕石）粉末：　ジオメトリー，均一性 　　隕鉄のチップ（Canyon Diablo）：　不均質 　　純金属線のチップ：　Osの純金属線はない 　　　　　　　　　　　　　　　IrやAuは照射後の放射能が強すぎ 　　真空蒸着したシリコンウエハのチップ：　不均質，蒸着面積 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　と重量の対応 　　合金の破片（田中貴金属工業社作製）：　均一性，元素濃度 　　高純度白金線（SRM 680a）：　Ir~0.01ppm 　　Al/Au合金（IRMM-530）：　Au 0.1%

12 標準試料 親石元素 　岩石標準試料JB-1ガラスチップ

13 親鉄元素： 　　　Au，IRMM-530　Al-Au wire 　　公表値：Au 0.1 % 　　　Ir，SRM-680a　Pt wire 　　　　　　(公表値：Ir 7~10 ppb) 　　　　　　分析値：7.40±0.06 ppb

14 南極宇宙塵試料 採取地点 ソウヤ海岸トッツキ近く 68°55.3’S,　39°51.0’E 試料 10試料 溶融 石質タイプ

15 南極溶融宇宙塵をCIコンドライトで規格化

16 まとめ １．微小宇宙物質試料の迅速取り扱い法は、 完成した。 ２．標準物質について 親石元素用は準備ずみ。
１．微小宇宙物質試料の迅速取り扱い法は、 完成した。 ２．標準物質について 　　　　親石元素用は準備ずみ。 　　　　親鉄元素（Ｏｓを除く）も準備できた｡ ３．井戸型Ｇｅ検出器の使用で測定感度（分析精度）を あげることができた。測定時間も短くなった。 ４．１μｇ以上の微小宇宙物質の 　　化学分析が放射化分析 (INAA)で 　　行えるようになった。‥‥[本研究課題の終了]

17 隕石の種類 Falls Finds 南極[1969-1994] [1998] 石質隕石 エンスタタイト コンドライト 普通 エコンドライト
　　　　　　　　　エンスタタイト 　コンドライト　普通 　　　　　　　　　　炭素質 　エコンドライト 石鉄隕石 鉄隕石 11 558 33 66 8 22 5 438 3 17 47 366 265 6133 124 193 7 23 （未分類） ～ ＞4000 (合　　計) 698 876 ～ ＞4000

18 南極隕石の落下年代（Terrestrial age）が供給する情報
南極隕石は何時落下したのか 落下年代の周期性 隕石のPairing 南極隕石の集積機構 氷の年代 氷床中火山灰の年代

19 Number of Records = 8 Current page number = 1
U. S. Antarctic Meteorites Classified as Achondrite - Lunar Sorted by Classification & Pairing Group Number of Records = 8 Current page number = 1 Generic Orig. Mass (grams) Classification Weath. Frac. Fa Fs Al26 Tl Paired With ALHA81 005 31.390 LUNAR-ANORTH. BRECCIA A/B A 11-40 7-47 46±3 MAC 61.200 A/Be 24 19-28 2.4±0.3 MAC 10-34 25 20±3 2.9±0.3 QUE 21.420 B 0.0±0.1 QUE 3.150 22-39 EET 30.700 LUNAR-BASALTIC BRECCIA 35-95 25-65 EET 52.996 41-64 18-53 QUE 23.370 Be 33-36 23-55 0.21±0.01 Responsible NASA Official: Dr. Carl Agee Web Curator: Claire Dardano

20 Number of Records = 5 Current page number = 1
U. S. Antarctic Meteorites Classified as Achondrite - Mars Sorted by Classification & Pairing Group Number of Records = 5 Current page number = 1 Generic Orig. Mass (grams) Classification Weath. Frac. Fa Fs Al26 Tl Paired With ALHA77 005 SHERGOTTITE A 28 23 55±2 EETA79 001 Ae 23-27 16-67 23±3 LEW 13.203 A/B 33 QUE 12.020 Be 21-69 ALH SNC ORTHOPYROXENITE B 27 61±2* 1.3±0.1 Responsible NASA Official: Dr. Carl Agee Web Curator: Claire Dardano

21 隕石試料中26Alの測定法 方法 検出器 試料量 破壊法か 非破壊法か 通常のγ線測定 Ge検出器 ＞100ｇ 非破壊
Mockup sample 超低バックグラウンド γ線測定 井戸型Ge検出器 ＜2.5ｇ 加速器質量分析 （AMS） AMS 30～60mg 破壊

22

23 超低バックグラウンドγ線測定装置 Ge Pb 液体N2

24 検出効率 検出効率（％） 40K (KCl) 26Al 底からの試料位置（ｍｍ） 14 12 10 8 6 4 2
40K (KCl) 検出効率（％） 26Al 底からの試料位置（ｍｍ）

25 NIPRから依頼されている試料 Y-791199 Anorthite 2.02g Y-791962 Eucrite 1.74g
Y Eucrite (polymict) 1.73g Y Howardite 1.93g

26 Eucrite (polymict texture)
南極隕石中の26Al 試料名 隕石タイプ 試料重量(g) 測定時間(s) ピーク面積 cps[10-5] dpm/kg Yamato ,60 Eucrite 1.730 (約181日) 709±30 4.53±0.19 89.3±4.1 Yamato ,77 Eucrite (polymict texture) 1.727 (約124日) 511±25 4.77±0.24 94.3±5.0

27 Y Y