
從科幻性概念 走向現實並加應用
渺子成像術(Muography)被視為是探索山體深層奧秘的祕密武器,中大與中研院物理所組成團隊,不但做出新型態渺子探測器,更實際用在地球科學領域,繼在桃園石門水庫防淤隧道上方進行測量取得初步成果後,去年底更順利在陽明山設站,台灣史上首次有系統地發展與應用該項技術,成功翻轉傳統地球物理探查技術,為國家永續發展注入新動能。
中大表示,從宇宙射線到山體深處,從高能物理到地球科學,這場跨領域合作正讓「替大地照X光」從科幻性的概念走向現實並加以應用。團隊的努力不僅讓台灣科研有機會站上國際前沿,更象徵高能物理與地球科學已經成功跨域接軌,樹立起關鍵里程碑。
沙克爾頓計畫 助攻開啟全新科研
2018年科技部推出沙克爾頓計畫助攻領袖學者,期許科學家效法南極探險家沙克爾頓的精神,從事大型前瞻性科學研究。其中,中大物理系教授郭家銘與地科系教授陳建志兩人共同領軍的渺子成像術於粒子地球科學的應用與下世代高能物理實驗計畫獲選,並開啟這項台灣史無前例的創新研究。

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,都有成功案例。中大團隊集結高能物理、地球科學專家,率先跨出關鍵的第一步,從渺子探測器研發、建立成像演算法到實域觀測,全面推動渺子成像術在台發展。
關鍵科學能量 淨零轉型不可或缺
郭家銘指出,渺子(Muon)是宇宙射線與地球大氣層作用後產生的基本粒子,穿透力極強,能穿透數百公尺厚的岩石。該團隊採用閃爍體做為渺子偵測元件,搭配矽光電倍增器(SiPM)進行渺子計數與量測,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。

陳建志說,台灣地質構造複雜、地形陡峭,同時又面臨火山、山崩、地熱與地下工程等多重挑戰,最適合發展渺子成像術的試驗。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,可以為台灣邁向淨零轉型提供關鍵科學能量。
從觀測到監測 防災監測全新工具
該團隊指出,去(2025)年初在桃園石門水庫防淤隧道上方,成功完成台灣首次的野外渺子探測實驗;去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,助攻深化對火山熱液系統與潛在活動的理解。未來,也將擴充至4套大型渺子探測陣列,以同步進行多方位觀測,正式邁向「監測」階段。
台灣多山、多雨、地質脆弱,山崩與地滑長期威脅民眾安全。中大團隊表示,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」地下含水層及其鬆動結構,藉以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。













