素粒子技術の応用（2021年12月調査）
発刊日
2022/04/15
体裁
B5 / 53頁
資料コード
R64200102
PDFサイズ
14.9MB
PDFの基本仕様
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カテゴリ
調査資料詳細データ
調査概要
本調査レポートは、定期刊行物 Yano E plus 2022年1月号 に掲載されたものです。
リサーチ内容
～基礎研究は長時間を要する。しかし、解明された基本原理は既存
技術の限界を打破し、画期的な製品につながる可能性を秘めている～
1．基礎学問とその応用
2．素粒子と素粒子技術
【表1．素粒子の役割と分類】
3．素粒子技術の応用分野
3-1．計測分野
3-2．エネルギー分野
3-3．医療分野
4．素粒子技術の応用に関する市場規模
【図・表1．素粒子技術の応用に関する国内およびWW市場規模推移と予測
（金額：2020-2025年予測）】
【図・表2．素粒子技術の応用に関する需要分野別WW市場規模推移と予測
（金額：2020-2025年予測）】
5．素粒子技術の応用に関連する企業・研究機関の取組動向
5-1．大学共同利用機関法人 高エネルギー加速器研究機構（KEK）(1)
(1)超伝導加速空洞技術を用いたcERLによる医療用RI製造実験
①99Moの国内供給体制の確立を目指して
②cERL
【図1． cERLの超伝導加速空洞クライオモジュールの外観】
【図2．cERL加速器周回部(手前)から臨んだ照射ビームライン(中央)】
【図3．ターゲット照射部】
③超伝導加速空洞を用いた電子加速器による99mTc╱99Mo製造試験
【図4．光核反応による放射化】
【図5．光子飛程と光核反応断面積】
【図6．放射能空間分布】
④実験結果
【図7．照射実験の結果。
Moターゲットの深さ1cm地点(収量最大部分)で生成された核種】
5-2．大学共同利用機関法人 高エネルギー加速器研究機構（KEK）(2)
(1)ミュオン加速の実現
【図8．J-PARC MLFのビームライン】
【図9．ミュオンリニアックの模式図】
(2)ミュオンg-2/EDMの精密測定
【図10．J-PARCにおけるg-2/EDMの精密測定の模式図】
(3)透過型ミュオン顕微鏡
(4)ミュオン散乱法による高解像度イメージング
5-3．学校法人 中部大学
(1)ミュオン核融合の原理
①ミュオン核融合の原理
【図11．μCFサイクルの模式図】
【図12．ミュオン非平衡プラズマ核融合の新理論】
②ミュオン核融合炉の新しいアイデア
【図13．磁場も慣性力も使わない核融合領域の保持概念の創出～
世界初のラムジェット（ラム圧）利用による
制御ミュオン核融合装置概念図】
【図14．衝撃波により高密度室温ガス領域を保持・定常・安定な核融合】
【図15．ミュオン非平衡プラズマ核融合中性子源システムの模式図】
【図16．核融合中性子源によるLLFP、MAの短寿命化プラント概念図】
③ミュオン核融合実現の可能性
【図17．最近の研究進展】
5-4．国立大学法人 東京大学
(1)ミュオグラフィとは
(2)可視化技術「ミュオグラフィ」を用いて
構造物内部を透視画像化するシステムの共同開発
【図18．(左)測定対象 (右)ミュオグラフィによる測定結果】
(3)ミュオグラフィの海への展開
【図19．TS-HKMSDDを構成するミュオグラフィセンサーモジュールの外観】
【図20．東京湾アクアラインの地上部の外観(上)と、
東京湾アクアラインの全体像のなかで設置された
TS-HKMSDDの位置（Muと記された部分）(下)】
【図21．TS-HKMSDDによる潮位測定結果（観測点：千葉）青線(上)は
TS-HKMSDDにより測定された潮位、赤線(下)は海上保安庁による検潮結果】
【図22．TS-HKMSDDによる潮位変動の時空間イメージ、
カラースケールは潮位を示しており、緑が低く、
黄から赤にいくに従って高くなる】
5-5．大学法人 東海国立大学機構 名古屋大学(1)
(1)磁気スキルミオンで新たな構造を実現
【図23．磁気スキルミオンのスピン構造。矢印はスピンの向きを示す】
【図24．スメクティック液晶の模式図】
【図25．スキルミオン液晶のローレンツ電子顕微鏡像】
(2)ドメインウォール・スキルミオンの観測に成功
【図26．磁性体中の磁気構造】
【図27．磁束密度分布を示すローレンツ電子顕微鏡像】
5-6．国立大学法人 東海国立大学機構 名古屋大学(2)
(1)放射線照射による水の発光現象の発見
【図28．チェレンコフ光閾値以下のエネルギーの放射線の光計測】
(2)発光イメージングを用いてミュオンビームの分布計測に成功
【図29．ミュオンによる線量画像と発光画像のシミュレーションデータ】
【図30．ミュオンビームイメージング法の模式図。(左)側面図、(右)正面図】
【図31．正のミュオンビームを水に照射しながら高感度CCDカメラで撮像した
ミュオン崩壊陽電子のチェレンコフ光画像】
【図32．正のミュオンビームをプラスチックシンチレーターに
照射しながら高感度 CCDカメラを用いて撮像した崩壊前の
ミュオン発光画像】
5-7．国立大学法人 北海道大学
(1)中性子科学の発展と北海道大学の加速器施設
【図33．HUNSの半世紀にわたる実績】
【図34．北海道大学の現在の加速器（HUNS2）のビームライン配置】
【図35．(左)電子線形加速器（電子LINAC）、
(右)電子ビーム誘導部＆中性子発生源】
(2)中性子イメージング法
【図36．中性子透過法の原理を示した模式図】
【図37．パルス中性子イメージング法】
(3)中性子共鳴吸収を利用した物体内部温度イメージング
【図38．中性子共鳴吸収を利用した物体内部温度イメージング】
(4)宇宙線ソフトエラー防止
【図39．宇宙線によるソフトエラー】
5-8．国立研究開発法人 量子科学技術研究開発機構（QST）
(1)放射線によるがん治療と重粒子線治療
【図40．がん治療に用いられる放射線の種類】
【図41．X線治療と重粒子線（炭素線）治療の線量分布の違い】
(2)重粒子線治療の原理
【図42．重粒子線がん治療の原理を示した模式図】
【図43．世界初の重粒子線がん治療装置HIMACの外観模式図】
【図44．重粒子線治療装置の治療室(左)と回転ガントリー(右)】
【図45．3次元スキャニング照射装置】
(3)重粒子線治療の実績
【図46．重粒子線がん治療HIMACにおける治療実績】
(4)第5世代重粒子線治療装置「量子メス」
【図47．次世代の小型炭素線治療装置：量子メス】
【図48．レーザー駆動イオン加速方式の模式図】
6．素粒子技術の応用に関する将来展望
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