名古屋大学加速器質量分析計業績報告書. XXV, 2014.03

CHIME の現状と利用 (2013 年度), NagoyaSta伽s repo同 on t
heCHIMEda血g systema
ttheCenterforChronologicalResearch
University 匝 2013加藤丈典 1* ・榎並正樹 1 .佐藤桂 l

Tak田ori Kato 1' , M
asakiEnami1, Kei8aω1

1 名古屋大学年代測定総合研究センター
lCen伽 for C
hronologica
1R回曲Ich， NagoyaUniv，悶i勿*Correspondenceautho.
rE‑
mail:kato@nendai.
nagoya‑u.
acjpAbstract
CHIMEdating 血d rela旬d el即位'on probemicro皿a1ysis (EPMA) 町'e p田formed 国ing twoelec佐'On probe
microanalyzersσCXA-733 ， JEOL , Tokyo)att
heCenterforCbronologica1R悶朗氏h， NagoyaUniv
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fqu制御旬tiveEPMA.

CHIME dating; elec的n probemicroanalysis (EPMA); geochronology; mass attenuationcoe.
fficientsKψwords:

1.はじめに名古屋大学年代測定総合研究センターには、 CH酌E 年代測定(8四uki 血dAdachi， 1991a;8四uki 阻dAdachi, 1991b;8旧北i andKato , 2008 等を参照)及び関連する教育・研究等を実施するため、電子プロープマイクロアナライザ-(EPMA) 2 台が設置されている。いずれも、日本電子株式会社製 JCXA733 であり、製造から 30 年が経過しようとしている。 1 台は波長分散型分光器を 4 台備え、 CI宜阻年代測定専用機として用いている。いずれの分光器にもペンタエリスリトールσEnの 002 面の分光結品を装着している。もう l 台は波長分散型分光器を 5 台備え、 CHThffi年代測定のほかさまざまな分析や測定法の開発等に用いている。人工多層膜疑似結品(日本電子株式会社製 LDEI)、鉛ス
テアライト (Pb-8TE)、リン酸タリウム σ:AP)、 PET 及びフッ化リチウム(LiF)が使用可能である。測定可能な元素は、 B から U までである。この EPMA でも PET を 4 つ用いて CH酌E 年代測定を行うことが可能である。また、軽元素分析用に液体窒素トラップも装着されている。さらに、高波長分解能を実現するために改造した PET 及び LiFを備えている。

2 台の EPMA の分光器の構成は、それぞれ表 1 及び表 2 の通りである。

2.

定量分析に用いられる物理定数の評価

EPMA 定量分析では、標準物質及び未知試料の X 線強度から化学組成を求めるために補正計算を行う。その際、様々な物理定数を用いるが、本年度は質量吸収係数と平均イオン化ポテンシャルの評価を行った(Kato eta1., 2013a;Katoeta1., 2013b) ロ質量吸収係数は、補正計算のうち吸収補正と蛍− 40 −

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駆動範囲

分光結晶

Ch.1

Ch.2

Ch.3

Ch.4mm60‑26060‑25060‑25060‑250s
inO0.
2
1‑0.
930.
2
1‑0.
8
90.21‑0.
890.
2
1‑0.
8
91PET

PET

F
Li

LiF2TAP

LiF

PET

PET

XPC/GFPC

XPC

XPC

XPC

比例計数管
表1

CHIME 年代測定用 EPMA の分光器の構成。 GFPC 及び XPC はそれぞれガス流入型比例計数管及びキセノン封入型比例言十数管である。

駆動範囲

分光結晶

Ch.1

Ch.
2Ch.3

Ch.4Ch.
5mm60‑26060‑25060‑25060‑26060‑250s泊。

0.
21‑0.
930.21‑0.
890.
21‑0.
890.
21‑0.
930.21‑0.
89l

TAP

PET

LiF

Li
F

TAP

2ST
ElL
DE1

LiF事

PET*

PET事

PET

GFPC

XPC

XPC

XPC

GFPCぽPC

比例計数管
表2

汎用 EPMA の分光器の構成ロ GFPC 及び XPC はそれぞれガス流入型比例計数管及びキセノン封入型比例計数管である。勺土改造により高波長分解能となっているものである。

光励起補正に用いられる。平均イオン化ポテンシャルは、阻止能で用いられる。質量吸収係数は実験や理論計算により様々な値が提唱されている。また、その近似式も広く用いられている。 Henke eta1.(1993)や Hubbell 岨d Se1tzer(1995) のデーターセットは、原子番号 1 から 92 のすべての元素に対し、それぞれ 50 eV から 30keV、 1 keV から 20MeV までの範囲の質量吸収係数を得るのに用いることが可能である。そこで、これらデーターセットを評価した。両者はおおむね似た質量吸収係数を与えるが、吸収端の形状を正確に表現できていなかったり(図1)、不自然な不連続があったりするなど、どちらも完全なものではないことが明らかになった(加藤・榎並， 2013; Katoeta1., 2013a) ロ

そこで、それら 2 つのデーターベースから不正確な部分を取り除いてマージすることにより新たな質量吸収係数を作成した。この新しい質量吸収係数を用いることにより、 CHI旧年代のみでなく造岩鉱物の EPMA 定量分析の E確さが向上すると考えられる。
3.

新生代の CHIME 年代測定

201 1 年度に世界で初めて新生代のモナザイトの年代を測定した(Irnay町田阻d Suzuki, 2013) 。
その時点では約 4%の相対誤差が生じていた。

2013 年度に年代累帯構造の認められるモナズ石の CHI旧年代測定を実施し、約 1%の相対誤差で年代を得ることに成功した。詳細は今後公表する予定である。

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10000
Henkeeta.
l(1993)
HubbellandSeltzer(1995)

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4000

1.
11.
21.
3E/keV
図14.

BaL 吸収端近傍の質量吸収係数

平成 25 年度の使用例

平成 25 年度における EPMA の主な使用例は以下の通りである。
開発研究・サブミクロン Clll阻年代測定法の開発
・質量吸収係数の評価低aωet al. , 2013a)
・平均イオン化ポテンシャルの評価(Kato etal. , 2013b)• P町(002) の background hole の評価
・ジルコン及びモナズ石のディスコーダンス検出法の開発.新先代のそナズ石の高精度 CHIME 年代測定法の開発-極微量チタンの EPMA 定量分析法の開発

応用研究
・西インドの CHIME 年代測定。shwar-Kumar etal. , 2013)
・希土類元素の高精度 EPMA 定量分析(Jiao etal. , 2013).領家帯の構造発達史の解明-山陽帯花闘岩中の希元素の挙動の解明 (Saωet al. , 2014)

・ミャンマーの変成岩中に産するモナズ石の CHIME 年代測定

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1.
41.
5

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ジルコン及びモナズ石のディスコーダンス検出法の開発は、京都大学など他機関と共同で実施し、2013 年 5 月に研究集会を主催した。

5. EPMA の保守の問題
現有の EPMA は製造から約 30 年経過したものである。そのため、電子部品を中心に保守に必要な部品が入手不可能になってきている。また、保守契約が未締結である場合は 2015 年 3 月 3 1日でメーカのサポートが終了する。大部分の電子回路については現行の部品を用いて再設計して対応することも可能であるが、すべての部品を完全に作り直すことは不可能であるロ現行機種への更新を目指すとともに、サポートが終了する前に可能な限り予防保守及び部品の確保を行っている。

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日本語要旨名古屋大学年代測定総合研究センター新年代測定法開発研究分野では、 2 台の電子プロープマイクロアナライザーを用いて CHI阻年代測定及び関連する X 線分光分析に関する教育・研究を行っている。平成 25 年度には、定量分析の補E計算で用いられる定数の検討を行い、新しい質量吸収係数のデーターセットを作成した。これにより、 C田旧年代測定を含めた EPMA 定量分析の確からしさが向上する。

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