隕石中始原物質の形成年代及び宇宙線生成核種存在度から探る原始太陽活動の変遷

从陨石中原始物质的形成年龄和宇宙线产生的核素丰度研究原始太阳活动的变化

• 批准号: 22K20384
• 负责人: 福田 航平
• 金额: $ 1.83万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-08-31 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K20384/
• 关键词: 隕石; コンドルール; Ca-Al-rich inclusion; 短寿命放射性核種; 二次イオン質量分析; 原始太陽; 宇宙線照射

2022年度は、一次イオン源がアップグレードされた東京大学の二次元高分解能二次イオン質量分析計（NanoSIMS 50）の性能評価、および分析条件の最適化を実施した。ビームサイズと一次イオン強度の関係から、従来のイオン源に比べて約３倍高密度なイオンビームを生成できることを確認した。これにより、微小試料の迅速分析が可能となるため、単位時間あたりの取得データ数の増加が見込まれる。ひいては、本研究の肝となる物質形成当時のベリリウム-10とベリリウム-9の比率（初生10Be/9Be比）をより高精度で決定できると期待される。本研究では隕石物質中の極微量元素の分析を実施するため、妨害元素や装置由来のノイズの影響を最小限に抑える必要がある。そこで、分析対象鉱物の化学組成を模擬した標準試料を準備し、複数の分析条件下においてバックグラウンド値の評価を行うことでノイズの影響を最小限に抑える分析条件を見出した。同条件下において、これまでよく研究がなされてきたAllende隕石に含まれる太陽系最初期の固体物質CAIのベリリウムとホウ素の比、ならびにホウ素同位体比の測定を行った。得られた結果をもとに算出した初生10Be/9Be比6×10^－4程度であり、先行研究の結果と概ね一致した。以上の結果から、分析確度の信頼性を担保しつつ、分析の迅速化（高精度化）を達成できたと判断した。得られた結果は、2023年度実施予定のコンドルールの分析結果と合わせて国際誌に投稿予定である。2023年度の同位体分析に先駆け、測定を予定している隕石試料の一部について国立極地研究所設置の電子線マイクロプローブを用いた鉱物観察・化学組成分析を実施した。得られた測定結果から、鉱物晶出温度の推定を行った。

2022年，我们评估了东京大学的二维高分辨率二级离子质谱仪（Nanosims 50）的性能，并具有升级的原代离子源，并优化了分析条件。基于梁尺寸和初级离子强度之间的关系，证实离子束的密度可以是传统离子源的三倍。这允许对小样本进行快速分析，因此，每单位时间获得的数据数量将增加。反过来，可以预期，可以更准确地确定铍-10与铍9（第一代10BE/9BE）的比率（第一代10BE/9BE的比率）。在这项研究中，对陨石材料中的微量元素进行了分析，因此必须最小化源自设备的干扰元件和噪声的影响。因此，制备了模拟要分析矿物的化学组成的标准样品，并发现分析条件是通过评估在多个分析条件下的背景值来最大程度地减少噪声的影响。在相同的条件下，在CAI中，铍与硼和硼的比率是Allende Meteorite中最早的太阳系固体物质，并且已经对其进行了充分的研究，并测量了硼同位素比。根据获得的结果，最初的10BE/9BE比率约为6×10^-4，这与先前研究的结果大致一致。基于上述结果，确定分析可以加速（较高的精度），同时确保分析精度的可靠性。所获得的结果将提交给国际杂志，以及对计划在2023财年实施的公寓规则的分析结果。在2023年的同位素分析之前，矿物观测和化学组成分析是对一些陨石样品进行的，该样本计划使用电子束微螺旋藻安装的电子梁微螺旋体进行测量。从获得的测量结果估算了矿物结晶温度。