電場発光(EL)年代測定法開発と断層への応用

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電場発光年代測定に必要である年間線量率を測定する電子スピン共鳴(ESR)線量計素子の開発を行った。素子として、炭酸カルシウムにアスコルビン酸を添加したものをつくり、ガンマ線照射後にできる有機ラジカルの信号の同定を13C固体核磁気共鳴とESRを用いて行った。その結果、放射線に感度が高いESR信号はシュウ酸ラジカルに起因していることが分かった。既存のESR線量計素子であるアラニンとくらべ、未照射でのESR信号が存在しないことにより低線量(〜10mGy)での測定が可能となった。しかし、放射線年代測定にもちいる年間線量率は〜3mGyであることを考えると、さらなる高感度ESR線量計が必要である。また、平成15年10月、放射線年代測定に関する国際会議(6^<th> International symposium on ESR dosimetry and application)に出席し研究成果を発表し、最近の研究動向を調査した。ギリシャ地方の大理石からなる断層面上にできた炭酸カルシウムの年代測定、花崗岩上に析出した南極産炭酸カルシウムの年代測定を行った。その際、いままで自然界では発見されていなかった炭酸カルシウム中の硝酸ラジカルが南極のサンプルに顕著に観測された。そこで、硝酸ラジカル含有炭酸カルシウムの生成と南極の環境に関連性があるのかについて硝酸含有炭酸カルシウムを合成し、南極産炭酸カルシウムと比較することにより調べた。硝酸ラジカル含有炭酸カルシウムができる条件は、硝酸の存在、乾燥した気候、紫外線などの少なくとも三つが考えられ、南極大陸内陸部の環境に当てはまることが分かる。また、硝酸ラジカル含有炭酸カルシウム作成時に未同定のESR信号が発見され、CO_3^<2->空格子に電子がトラップされたF^+中心であると同定した。また、これらの研究に関しては、2004年の地球惑星科学合同大会で発表することになっている。