最新型AMS装置の高精度化による単年14Cスパイク年代決定法の研究

利用高精度、最先进的 AMS 设备进行单年 14C 尖峰测年方法研究

• 批准号: 20H01369
• 负责人: 門叶 冬樹
• 金额: $ 11.32万
• 依托单位: Yamagata University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20H01369/
• 关键词: 加速器質量分析; 放射性炭素年代測定; 加速器質量分析装置; 年代測定; 半導体検出器; 14Cスパイク; AMS

近年、太陽活動や太陽圏環境の変動の他、天体現象にともなうと考えられる突発的な宇宙線増加現象が、14C濃度の異常上昇（14Cスパイク）として過去に度々発生していたことが明らかになりつつある。日本で発見された14Cスパイクを用いた新しい年代測定法を世界に先駆けて確立するために、樹木単年輪中の14C濃度を高精度に分析するための研究開発を開始した。本年度は、山形大学の最新型コンパクトAMSシステム（NEC社製 0.5MV-1.5SDH）を用いて、十分な統計精度と低い系統誤差による14C濃度分析を目標に、以下の開発研究を行った。まず、加速器システムの電圧安定性を調べるために、2018年1月から2022年3月までのGVM (Generating Voltage Meter) 値、CPS (Charging Power Supply) 電圧および印加電流の値を比較した。GVM値は2018年1月から435 kVに保持しており、その時のCPS電圧は約19 kV、印加電流は約44 μAで推移した。直近の5年間でタンクオープンを1度しかしていないが、加速器は安定に動作することがわかった。続いて、コンパクトAMS用に開発した64チャンネルの電極を持つシリコン半導体の不感層の厚み、エネルギー分解能、そして位置分解能を専用に開発したα線源スキャン装置を用いて調べた。そして、ＡＭＳ装置の焦点面に設置して、試料が装填されたカソード位置（最大40個）に対する14濃度の位置依存性および測定回数に対する変動を調べた。開発した64チャンネルの電極を持つシリコン半導体検出器が、位置有感型放射線検出器としてAMSシステムの焦点面検出器に応用できることが示された。

In recent years, solar activity, changes in the solar cycle environment, celestial phenomena, sudden cosmic ray increase, abnormal increase in 14C concentration (14C emission), and the occurrence of past degrees. Japan's 14C dating method is the first in the world to establish 14C concentrations in tree rings with high accuracy. This year, Yamagata University's latest Koninkut AMS System (0.5MV-1.5SDH manufactured by NEC Corporation) will be used to analyze 14C concentration with very high statistical accuracy and low system error. The following development research will be carried out. The Voltage stability of the accelerator system was adjusted from January 2018 to March 2022. The voltage stability of the accelerator system was adjusted from January 2018 to March 2022. The voltage stability of the accelerator system was compared with that of the CPS. The GVM value was maintained at approximately 435 kV in January 2018, while the CPS voltage was approximately 19 kV and the current was approximately 44 μA. In the past five years, the accelerator has been stable for one degree. The thickness of the insensitive layer of the semiconductor, the decomposition energy of the semiconductor layer, and the decomposition energy of the semiconductor layer are all used for the development of the α-ray source and the device is used for the adjustment. For example, AMS device focal plane setting, sample loading position (up to 40), position dependence of 14 concentrations, and measurement cycle adjustment. A semiconductor detector, a position-sensitive radiation detector, and a focal plane detector are used.

项目成果

ハイマツ試料中放射性炭素濃度の年変動に関する研究III

日本松样品放射性碳浓度年变化研究Ⅲ

• 发表时间: 2021
• 作者: 武山 美麗;森谷 透;櫻井 敬久;宮原 ひろ子;門叶 冬樹
• 通讯作者: 門叶 冬樹

山形大学に導入した高感度加速器質量分析報告 IV

山形大学第四大学介绍高灵敏度加速器质谱分析报告

• 发表时间: 2021
• 作者: 武山 美麗;森谷 透;櫻井 敬久;宮原 ひろ子;大山 幹成;斉藤 久子;岡田 靖;門叶 冬樹
• 通讯作者: 門叶 冬樹

ハイマツ試料中放射性炭素濃度の年変動に関する研究 IV

日本松样品放射性碳浓度年际变化研究IV

• 发表时间: 2022
• 作者: 武山 美麗;森谷 透;櫻井 敬久;宮原 ひろ子;門叶 冬樹
• 通讯作者: 門叶 冬樹

Regional Differences in Carbon-14 Data of the 993 CE Cosmic Ray Event

993 CE 宇宙射线事件碳 14 数据的区域差异

• DOI: 10.3389/fspas.2022.886140
• 发表时间: 2022
• 期刊: Frontiers in Astronomy and Space Sciences
• 影响因子: 3
• 作者: Miyake Fusa;Hakozaki Masataka;Kimura Katsuhiko;Tokanai Fuyuki;Nakamura Toshio;Takeyama Mirei;Moriya Toru
• 通讯作者: Moriya Toru

Recurrent Large‐Scale Solar Proton Events Before the Onset of the Wolf Grand Solar Minimum

• DOI: 10.1029/2021gl097201
• 发表时间: 2022-02
• 期刊: Geophysical Research Letters
• 影响因子: 5.2
• 作者: H. Miyahara;F. Tokanai;T. Moriya;M. Takeyama;H. Sakurai;M. Ohyama;K. Horiuchi;H. Hotta