惑星探査機搭載用年代測定装置のための紫外レーザーによる高精度カリウム計測法の確立

行星探测器测年仪紫外激光高精度钾测量方法的建立

• 批准号: 15K17796
• 负责人: 長 勇一郎
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Rikkyo University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2015
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2015-04-01 至 2016-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-15K17796/
• 关键词: カリウム・アルゴン年代; レーザー; 年代計測; 惑星探査; 岩石

本研究計画では、代表者らがこれまでに開発してきたアイソクロン法によるカリウム・アルゴン年代のその場計測装置を発展させることで、誤差5%での年代計測技術を立証することを目指した。具体的には、レーザー誘起発光分光法(Laser-induced Breakdown Spectroscopy)によるカリウム濃度計測のために紫外レーザーを導入すると共に、 平行光源とカメラを使った簡便な試料重量計測法を新規に開発することで、試料中のカリウム絶対量を誤差10 %で計測する技術を確立することを目指した。上記の目的を達成するために、まず真空容器中の岩石に対して波長266 nmの紫外パルスレーザーを照射する光学系を構築した。このために、紫外光発生用の光学結晶を導入し、紫外光反射用のミラーとレンズによって光学系を構成した。次に、試料表面を観察して岩石の掘削孔の体積を求めるため、一定の角度から平行光を照射する照明光学系と、試料観察用の光学系を製作した。これらに加えて、プラズマの発光を効率よく分光器に導くための集光光学系を製作した。これらの光学系が完成したところで、5個のカリウム濃度標準試料(カリウム濃度300 ppm～5重量%)に対して発光スペクトルを取得した。発光スペクトルからは、制動放射に伴う連続発光成分と比較するとカリウム発光輝線が相対的に強く、高い信号/背景光比を持つことが観察された。このことは、カリウム計測のノイズ成分を低減できることを示唆する。また、レーザー照射一回当たりの蒸発量が、従来型の赤外レーザーを用いた場合よりも少なくなることが確認された。このことは、紫外レーザーが岩石をより精密に蒸発させることを示唆する。得られたカリウム濃度検量線は、赤外レーザーを用いた場合と定性的には似た挙動を示し、検量線法によるカリウム計測が可能であることが示唆された。

This research project aims to demonstrate the development of a dating technique with an error of 5% for the field measurement device. Specific Laser-induced Breakdown Spectroscopy (Laser-induced Breakdown Spectroscopy) for the measurement of concentration of ultraviolet light into the common, parallel light source and color measurement to make it easy to measure the weight of the sample method for the development of new regulations, the sample in the measurement of the amount of ultraviolet light error of 10% of the technology established. To achieve this goal, an optical system was constructed for the irradiation of rocks with a wavelength of 266 nm. Optical crystals for ultraviolet light generation and ultraviolet light reflection are introduced into the optical system. Second, the sample surface inspection and rock excavation volume calculation, a certain angle, parallel light irradiation, sample inspection optical system production The light emitting efficiency of the spectroscope and the light collecting optical system of the spectroscope are improved. The optical system was completed and 5 samples with different concentrations (300 ppm~5 wt %) were obtained. Light emission is accompanied by light emission components. Light emission is accompanied by strong and high signal/background light ratios. This is the first time I've ever seen a person who's been in a relationship with someone who's been in a relationship with me. The amount of steam emitted by the first round of irradiation is determined by the amount of steam emitted by the second round of irradiation. This is the first time that we've seen this. In addition, it is possible to measure the concentration of the product by using the method of quantitative analysis.

项目成果

An In-situ Dating Instrument Package for a Future Mars Rover Mission

用于未来火星漫游者任务的现场测年仪器包

• 发表时间: 2015
• 作者: Yuichiro Cho;Shingo Kameda;Yayoi N. Miura;Yoshifumi Saito;Shoichiro Yokota;Satoshi Kasahara;Ryuji Okazaki;Kazuo Yoshioka;Kazuo Shibasaki;Takahiro Oishi;Misako Umeyama;Seiji Sugita
• 通讯作者: Seiji Sugita

ローバー搭載用K-Ar年代計測装置の製作

车载流动站K-Ar测年装置的生产

• 发表时间: 2016
• 作者: 長 勇一郎;亀田真吾;石上玄也;三浦弥生;芝崎和夫;堀内美沙;吉岡和夫;杉田精司
• 通讯作者: 杉田精司

月惑星探査における年代その場計測を目指した開発

旨在月球和行星探索的原位年龄测量的开发

• 发表时间: 2015
• 作者: 長 勇一郎;芝崎 和夫;梅山 未紗子;大石 峻裕;亀田 真吾;三浦 弥生;吉岡 和夫;齋藤 義文;横田 勝一郎;笠原 慧;吉光 徹雄;岡崎 隆司;大竹 真紀子;諸田 智克;古賀 すみれ;杉田 精司
• 通讯作者: 杉田 精司

惑星着陸探査におけるカリウム・アルゴン年代のその場計測: 月・火星でアルゴンを分析するための真空容器開発

行星着陆探索过程中钾和氩年龄的原位测量：开发用于月球和火星氩分析的真空容器

• 发表时间: 2015
• 作者: 長勇一郎,三浦弥生,岡崎隆司,芝崎和夫;亀田真吾,杉田精司
• 通讯作者: 亀田真吾,杉田精司

Conceptual Design of an In Situ K-Ar Isochron Dating Instrument for Future Mars Rover Missions

用于未来火星漫游者任务的原位 K-Ar 等时线测年仪的概念设计

• 发表时间: 2016
• 期刊: Transactions of JSASS, Aerospace Technology Japan
• 作者: Y. CHO;S. KAMEDA;Y. N. MIURA;Y. SAITO;S. YOKOTA;S. KASAHARA;R. OKAZAKI;K. YOSHIOKA;K. SHIBASAKI;T. OISHI;and S. SUGITA
• 通讯作者: and S. SUGITA