A New X-ray fluorescence spectroscopy for extraterrestrial materials using muon beam

ミュオンビームを用いた、地球外物質の新たなX線蛍光分光

寺田 健太郎*; 二宮 和彦*; 大澤 崇人  ; 橘 省吾*; 三宅 康博*; 久保 謙哉*; 河村 成肇*; 髭本 亘  ; 土山 明*; 海老原 充*; 上椙 昌之*

Terada, Kentaro*; Ninomiya, Kazuhiko*; Osawa, Takahito; Tachibana, Shogo*; Miyake, Yasuhiro*; Kubo, Kenya*; Kawamura, Naritoshi*; Higemoto, Wataru; Tsuchiyama, Akira*; Ebihara, Mitsuru*; Uesugi, Masayuki*

X線の発見以来、人類は物体を透視する新たな目を獲得した。物体内部の密度分布を知ることのできる、X線ラジオグラフィと呼ばれるこの透視検査法は広範な領域で応用されている。近年、J-PARCにおいて強力なバルスミュオンビームが生成可能となり、これは新たな分析化学の領域を切り開くことができるツールである。本論文で我々はミュオン捕獲を利用した非破壊分析を報告する。我々はミュオンの運動量を報告する制御することで、mmオーダーで物体の軽元素深さ分布分析に成功し、有機物を含む隕石の分析にも成功した。今、ミュオンラジオグラフィという新たな目の利用が始まった。

After the discovery of X-ray by Rontgen, mankind got a new eye to see through things. This fluoroscopy, so-called X-ray radiography that gives the density distribution of the inside of an object, has been applied to the vast research field such as natural/material/medical sciences, industry and technology. The recent development on the intense pulsed muon source at J-PARC MUSE (rate of 106 cps for 60 MeV/c) enabled us to pioneer a new frontier of analytical sciences. Here we report on a non-destructive elemental analysis by using muon capture. Controlling muon's momentum from 32.5 to 57.5 MeV/c. we successfully demonstrated a depth-profile analysis of light elements from several mm-thick layered materials, and non-destructive bulk analyses of meteorites containing organics. Now it is a beginning to utilize a new eye, muon radiography.