シュペーラー極小期の太陽活動研究を目指して
西山亨１），村木緩１），グラント・コチャロフ１），増田公明１），成瀬由紀子１），村田拓也１）
Ｋ ． ア ース ラノ フ ２ ）１ ） 名 古 屋 大 学 太 陽 地 球 環 境 研 究 所
０５２­７８９­４３２７，ＦＡＸ０５２­７８９­４３１３Ｅ­ｍａｉｌ：ｗｅｓｔ＠ｓｔｅｌａｂ．ｎａｇｏｙ２１­ｕ．ａｃＪｐ
２ ） ロ シ ア サ ン ク ト ペ テ ル ブ ル グ 大 学

１はじめにテムズ川が凍ったといわれる約３００年前は、イギリスだけでなく地球全体が小氷期といわれる寒冷な気候に覆われていた。この原因に太陽活動の低下が考えられる。
太 陽 の ダイ ナ モ 活 動 の 低 下 に 伴 い 太 陽 磁 力 線 が 弱 く な り 、 通 常 よ り も 数 多 く の 宇 宙 線が 降 り 注 い だ と 思 わ れ る 。 こ の マ ウ ン ダー 極 小 期 （ １ ６ ５ ４ ­ １ ７ １ ４ ） の 痕 跡 が 、 木 の 年 輪 の 中に眠っており黒点数などの方法を使って調べるよりも放射性同位体（１４Ｃ）の含有率を調べる方法は、より過去にまで遡れ、より高い精度で調べることが出来る。ロシアのコ チ ャ ロ フ 教 授 等 の グ ル ープ に 依 れ ば 、 精 密 測 定 の 結 果 マ ウ ン ダー 極 小 期 に は 、 太 陽

活動周期が２２年周期であることが判った（Ｋ（）（；ｈａｒｏｖｊ９９２）（図１）。それより前のシュ４­ラー極小期（Ｈ１６­１５３４）やウォルフ極小期（１１？８２­１３４２）での太陽のダイナモ活動やそ の 活 動 周 期 が は た して ２ ２ 年 周 期 な の か 調 べ る こ と は 非 常 に 意 義 の あ る こ と で あ る 。
太陽の１１年周期を１４Ｃを用いて測定するには約０．３％の統計誤差の測定を行う必要がある。この研究を始める時にタンデトロン加速器質量分析計を用いるか、液体シンチレーション法を用いるかで迷った。しかし、当時２４時間の測定で０．５％の誤差を生じていたタンデトロン加速器質量分析計は０．２％の誤差で測定しなければ分からないという今回の研究の目的に一致しなかった。したがって、我々は液体シンチレーション法を選んだ。しかし、今度２０分の測定で０．２％の精度の結果が得られるタンデトロン加速器質量分析計を用いる事は時間短縮につながり、大変興味ある路線でありその方向へ進むことを今検討中である。

２

現在の方法

我々が現在行っている液体シンチレーション法は、木材サンプルをベンゼンに作り変え、そのベンゼンを液体シンチレーターにして、βカウンティングにより測定する方法である。

ペンゼンを合成する方法は、去年の１２月にロシアのサンクトペテルブルグ大学から ア ース ラ フ 教 授 を 招 い て 研 究 所 内 に ベ ン ゼ ン 合 成 装 置 を 構 築 し た 。 そ の 方 法 は 、 ま２４

ず、 年 ご と に 分 け た 年 輪 の サ ン プ ル を 、 有 機 物 質 を 取 り 除 く 為 に ベ ン ゼ ン と エ チ ル アル コ ール の １ ： １ 混 合 溶 液 で ６ 時 間 洗 い 、 そ の 後 、 エチルアル コ ール で 簡 単 に 洗 う 。 次に、酸、アルカリで１時間ずつ洗浄する。そして、その洗浄した試料を高温で加熱してチャコールを生成する。そのチャコールを金属リチウムと素早く混ぜ、炉に入れ約摂氏８５０度でリチウムカーバイドを生成する。その炉をベンゼン合成用の真空ライン（ 図 ２ ） に つ な ぎ、 水 を 滴 下 して ア セ チ レン ガ ス を 合 成 し 、 そ の ア セ チ レン ガ ス を バ ナ
ジウム触媒を用いて重合させてベンゼンを生成する。
この方法には一般的行われている方法と大きく違う点が二つある。一つは、金属リチウムと反応させる時に普通なら一度Ｃ０２ガスを生成するが、この方法ではチャコールを直接金属リチウムと反応させる。この方法により反応過程がずいぷんと短縮される。もう一つは、アセチレンガスを重合させるのに使うバナジウム触媒であるが、普通 な ら ば 摂 氏 ４ ０ ０ 度 で 反 応 さ せ る が 、 こ の ア ース ラノ フ 教 授 が 特 許 を 持 っ て い る バ ナ
ジウム触媒を用いると常温で重合させる事ができ、一度に１０ｃｃものベンゼンを作る事ができる。
ここで合成したベンゼンにシンチレーション物質を入れ、光電子増倍管を用いてβ線のカウンティングを行う。この装置は自作したがテレビ局が近くにあり、ノイズが多いので測定室全体を銅板で覆った。
この結果、２４時間で一つのサンプルを測定し、バックグラウンドや標準ベンゼンの測 定 とを 合 わ せ て、 年 １ ０ ０ サ ン プル 程 度 は か る シス テム が 安 価 に で き た 。

３

まとめと展望マ ウ ン ダー 極 小 期 は 前 述 の 方 法 で、 測 定 して い く 予 定 で あ る 。 し か し 、 こ の 方 法 で
例えば、０．２％の誤差でサンプルを測定しようとすると一つのサンプルを２４時間測定
す る と して、 ペ ン ゼ ン に して 約 １ ５ ｇ 、 木 材 に して 約 １ ０ ０ ｇ も の 試 料 が 必 要 と な る 。 こ の為、サンプル量が少ない試量においては、タンデトロン加速器質量分析計を用いた測定 が よ り 有 効 と な る 。 シ ュペー ラ ー 極 小 期 は 、 サ ン プル 量 が 少 な く 、 マ ウ ン ダー 極 小期の様に液体シンチレーション法では測定困難である。シュペーラー極小期は試量が少なくても測定のできるタンデトロン加速器質量分析計で測定していくことを検討している。サンプルを作成する真空ラインをこちらで用意すれば、年間１０００サンプルから 年 間 ３ ０ ０ ０ サ ン プル の フル 稼 働 が 可 能 に な り 、 数 多 くの 年 代 が 測 定 で き る よ う に な ると考えられる。
参 考 文 献Ｇ．Ｅ．Ｋｏｃｈａｒｏｖ（１９９２）：ＲａｄｉｏｃａｒｂｏｎＡｆｔｅｒＦｏｕｒＤｅｃ，ａｄｅｓ，Ｓｐｒｉｎｇｅｒ­ｖｅｒｌａｇ，１３０­１４５­２５­マりこ，９｀ｔ一極φ４｀；＿（＿ミ＿．ニｉｊ●．，．

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図１ＹＥＡＲ（ＡＤ）１
９００

過去４００年間の太陽活動

図２ベンゼン合成真空ライン­ ２ ６

Ｓｔｕｄｙｏｆ５Ｅｉ；ｏｌａｒＡｃｔｉｖｉｔｙｉｎＳ球）：ｒｅｒｍｉｎｉｍｕｍｂｙ：［ヽ；Ｅ１，ｃｌｉｏｃａｌｂｏｎ］．４Ｔ．ｒｊｓｈｉｙａｍａｌ），Ｙ．Ｍｕｒａｋｉ１），Ｇ．Ｋｏｃｈａｌヽｏｖｌ），Ｋ．Ｍａｓｕｄａ１），Ｙ．Ｎｉｌｒｌｌｓｅ１），Ｔ．Ｍｕｒａｔａｌ）
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