中央大學應用「渺子成像術」 重建火山內部結構助山崩等防災監測

中央大學物理系教授郭家銘說，渺子是宇宙射線與地球大氣層作用後產生的基本粒子，具有極強的穿透力，能穿透數百公尺厚的岩石。記者李芯／攝影

國立中央大學物理與地球科學團隊，將物理領域的「渺子成像術」應用在地質探查與監測上，該技術利用渺子極強的穿透力，2025年已在石門水庫完成首次野外實驗，在臺北大屯火山羣重建期內部結構，未來更將擴大應用於山崩監測等關鍵防災工程，爲臺灣複雜地質提供精準的監測新工具。

2018年科技部推出「領袖學者助攻方案——沙克爾頓計劃」，中央大學物理系教授郭家銘與地科系教授陳建志共同領軍的「渺子成像術於粒子地球科學之應用與下一世代的高能物理實驗」計劃中選。

針對計劃內容，郭家銘說明，渺子（Muon）是宇宙射線與地球大氣層作用後產生的基本粒子，具有極強的穿透力，能穿透數百公尺厚的岩石。團隊採用閃爍體作爲渺子偵測元件，搭配「矽光電倍增器」進行渺子的計數與量測，組成小體積、低功耗、高穩定度的感測系統，不僅適合長時間野外運作，也大幅降低設備體積與維護門檻，是讓渺子成像術在臺灣落地的關鍵。

目前渺子成像術在國際上的應用有埃及金字塔密室探索、日本火山內部結構研究、歐洲核安與工程檢測等，而在中大則結合地球科學領域。陳建志指出，臺灣地質構造複雜、地形陡峭，又同時面臨火山、山崩、地熱與地下工程等多重挑戰，未來渺子成像術在地熱開發、二氧化碳地質封存、高放射性核廢料處置等議題上，都可能成爲不可或缺的探查與監測方式。

中央大學指出，該團隊2025年初在石門水庫防淤隧道上方完成臺灣首次野外渺子探測實驗，2025年更在臺北大屯火山羣，嘗試以渺子成像重建其內部密度結構，有助於瞭解火山熱液系統與潛在活動性。未來將擴充到4套大型渺子探測陣列，同步進行多方位觀測，並鎖定臺灣潛在山崩區域進行示範研究，爲防災監測提供全新工具。

延伸閱讀