高エネルギー加速器研究機構は5月27日、大阪大学の寺田健太郎教授ら国公私立大学と（独）日本原子力研究開発機構などの研究開発機関の研究者から成る研究チームで、素粒子「ミュオン」を利用し、隕石を壊さずに隕石内部にある元素を調べることに成功したと発表した。今年度打ち上げ予定の探査機「はやぶさ2」が持ち帰る小惑星物質の非破壊元素分析が期待できるという。
■「はやぶさ2」採取の物質分析に期待
この非破壊分析手法は、ミュオンビームX線分析と呼ばれる。負の電荷を持つ負ミュオン（μ－粒子）の質量は電子の約200倍で、これをビームにして試料に当てると、透過力の高いミュオンビームは、入射エネルギーに応じて試料の深部に届く。このミュオンを取り込んだ試料中の元素からは特性X線が放出され、これを捉えることによって元素の非破壊深度分析が可能だ。
チームの一員である大強度陽子加速器施設J-PARCでは世界最高強度のパルスミュオンビームを作り出すことに成功しており、研究チームは今回、このミュオンビームを利用して隕石や隕石模擬試料の分析を試みた。
その結果、模擬試料では炭素、窒素など軽元素の非破壊深度プロファイル分析に成功、有機物を含む炭素質コンドライト隕石では深さ0.07mmと同1mmの領域の非破壊元素分析に成功、また、「はやぶさ2」が持ち帰る小惑星物質の分析を想定した実験では、マグネシウムと鉄の特性X線の検出手法を確立した。
ミュオンビームによる非破壊元素分析は、物質を透視する新たな“眼”の獲得を意味する成果としている。
