新網專題渺子成像術替大地照X光中央大學團隊開啟台灣史無前例創新研究

渺子成像術替大地照X光中央大學團隊開啟台灣史無前例創新研究

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〔新網記者麻念台台北特稿〕　被視為探索山體深層奧秘的祕密武器「渺子成像術(Muography)」，中央大學與中研院物理所團隊不但做出新型態渺子探測器，更實際應用在地球科學領域，繼在桃園石門水庫防淤隧道上方進行測量並取得初步成果後，去年底更順利在臺北市陽明山設站，台灣史上首次系統性發展與應用該技術，透過渺子探測器遠端探測山體奧秘、解析內部密度結構，就像替大地照X光，成功翻轉傳統地球物理探查技術，為國家永續發展注入創新動能。

中央大學發表「渺子成像術」創新研究成果，自左至右為該校地科系教授陳建志、校長蕭述三和物理系教授郭家銘。(歸鴻亭攝影)
　中央大學物理系教授郭家銘和地球科學系教授陳建志的「渺子成像術」研究成果，兩人領軍的「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」獲選科技部的「領袖學者助攻計畫—沙克爾頓計畫」。2018年科技部推出「領袖學者助攻方案—沙克爾頓計畫」，期許科學家效法南極探險家沙克爾頓的精神，從事大型前瞻科學研究。中央大學物理系郭家銘教授和地科系陳建志教授共同領軍的「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」計畫雀屏中選，開啟這項台灣史無前例的創新研究。

郭家銘表示，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。(歸鴻亭攝影)
　郭家銘表示，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。該團隊採用閃爍體作為渺子偵測元件，搭配「矽光電倍增器(SiPM)」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，是讓渺子成像術在台灣成功「落地」的關鍵。

陳建志指出，台灣地質構造複雜、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，正是最適合發展渺子成像術的試驗場域。(歸鴻亭攝影)
　目前渺子成像術已在國際展現潛力，從埃及金字塔的密室探索、日本火山內部結構研究，到歐洲的核安與工程檢測，皆有成功案例。台灣中央大學團隊集結高能物理、地球科學專家，率先跨出關鍵第一步，從渺子探測器研發、成像演算法建立，到實際場域觀測，全面推動渺子成像術在台灣的發展。

　陳建志指出，台灣地質構造複雜、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，正是最適合發展渺子成像術的試驗場域。這項研究的影響不僅止於學術突破，未來在地熱開發、二氧化碳地質封存，甚至高放射性核廢料處置等關鍵議題，都可能成為不可或缺的探查與監測方式，為台灣邁向淨零轉型提供關鍵科學能量。

中央大學與中研院物理所團隊合作，自主研發新型態渺子探測器，具有小體積、低功耗、高穩定度的特性。(中央大學提供)
　該團隊2025年初於桃園石門水庫防淤隧道上方，成功完成台灣首次野外渺子探測實驗。2025年底則鎖定台北大屯火山群，嘗試以渺子成像重建其內部密度結構，有助於深化對火山熱液系統與潛在活動性的理解。未來將擴充至四套大型渺子探測陣列，同步進行多方位觀測，正式邁向「監測」階段。

中央大學「渺子成像術」成功翻轉傳統地球物理探查技術，為國家永續發展注入創新動能。(歸鴻亭攝影)
　中央大學校長蕭述三表示，台灣多山、多雨、地質脆弱，山崩與地滑長期威脅民眾安全。團隊未來也將選定台灣具代表性的潛在山崩區域進行示範研究，期望透過渺子成像術直接「看見」地下含水層與鬆動結構，補足傳統探勘難以掌握的關鍵資訊，為防災監測提供全新工具。