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宇宙線ミュオンラジオグラフィーでは，Ｘ線レントゲ

ン写真のように，ミュオン経路に沿った平均密度として

検出面に平行に物体の断面をイメージングすることが可

能である．ラジオグラフィー像を得るためには，ミュオ

ンエネルギースペクトラムの天頂角依存性，ミュオン検

出器，物質中でのミュオン透過モデルが用いられる．ミ

ュオン経路に沿った構造が未知の場合，検出器で数えら

れるミュオンイベント数の角度依存性から物体中におい

てミュオン経路に沿った平均密度を推定することが出来

る．2006年にはミュオンラジオグラフィーを用いて，始め

て浅間山の火口底付近内部の構造が視覚化された．この

ような測定から火道が溶岩で塞がっているのか，あるい

はマグマが地下深くに吸い込まれたのかなどを判定する

ことが出来る．また，2007年にはミュオンラジオグラフィ

ーを昭和新山に適用してその地下構造を明らかにした．

溶岩ドームの地下構造に関する知識はその形成メカニズ

ムを議論する上で極めて重要である．2008年には薩摩硫黄

島での宇宙線ミュオンラジオグラフィー観測によりマグ

マカラムの脱ガスを始めて視覚化することに成功した．

この結果は岩石物理学分野において脱ガスモデルの制約

につながると考えられる．

Cosmic-ray muon radiography can provide a cross section

through the object parallel to the plane of the detector, on

which the average density along all the muon paths is

projected, somewhat like X-ray radiography. Muon

radiography using the propagation of muons uses a well

known energy spectrum for muons arriving at different zenith

angles, a well understood muon detector, and a specific muon

propagation model through matter. If the structure along the

muon path is unknown, the information from counting muon

events in the detector at different arriving angles can be used

to infer the properties of the matter through which the muons

travel. In 2006, the internal structure of the crater and vent

area of Mt. Asama volcano was imaged by muon radiography.

From such measurements, we can judge whether the vent is

plugged with lava or is drained of magma to the deeper parts.

In 2006-7, muon radiography was applied to the 1944 lava

dome of Usu volcano to clarify its subsurface structure.

Knowledge of subsurface structure of the lava domes is

indispensable to discuss their formation mechanism. In 2008,

cosmic-ray muon radiography shows, for the first time, the

degassing of a column of magma in Satsuma-Iwojima

Volcano. This opens interesting possibilities to constrain

degassing models in physical petrology.

ハイライト研究：

ミューオンラジオグラフィーによる火山観測

Research Highlights

Cosmic-ray muon radiography of a volcano

宇宙線ミュオンラジオグラフィー測定概念図と2006-2008年観測で得られた薩摩硫黄島・浅間山・昭和新山の透過像

Schematic view of cosmic-ray muon radiography and radiographic images from 2006-8 observations