Experimental study of melting and dissociation behavior of methane and ammonia under high pressure and high temperature
| Project/Area Number |
19K14815
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 17040:Solid earth sciences-related
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| Research Institution | Japan Synchrotron Radiation Research Institute (2021-2022)
National Institute for Materials Science (2019-2020) |
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Principal Investigator |
Kadobayashi Hirokazu 公益財団法人高輝度光科学研究センター, 回折・散乱推進室, テニュアトラック研究員 (10836414)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2021: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2019: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
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| Keywords | 天王星・海王星 / 高温高圧力実験 / メタン / ダイヤモンド / 高温高圧実験 / ダイヤモンドアンビルセル / 天王星 / 海王星 / 分子解離 / 放射光X線回折 / ラマン分光 / 氷惑星 |
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| Outline of Research at the Start |
天王星や海王星の特異な内部磁場の発現原因を、氷惑星マントル物質を用いた高温高圧実験により検討する。これまでの氷惑星のマントルを対象とした高温高圧実験は、水・メタン・アンモニアなど、それぞれ単成分を用いた実験が主であり、現実的な氷惑星マントルの内部条件を再現した多成分系での実験は、ほとんど行われていない。そこで本研究では、氷惑星のマントル組成比を考慮した混合物の高温高圧挙動を調べ、得られた実験結果から氷惑星の内部構造モデルの構築を行う。
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| Outline of Final Research Achievements |
The mantles of Uranus and Neptune are composed mainly of water, methane, and ammonia. Conventional experimental studies have investigated the internal structure of icy planets by examining the high-pressure and high-temperature behavior of these mantle materials. However, these studies have mainly dealt with single-component systems, and there have been very few studies of multi-component systems. In this study, high-pressure and high-temperature experiments were performed in multi-component systems that reproduces the mantle of an ice planet. The results show that the conditions for molecular dissociation and polymerization of methane are significantly affected by the influence of water. In particular, in the C-O-H system, the conditions for the formation of diamond from methane were found to shift about 1400 K lower than in the methane single-component system.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究課題の実施により得られた成果は、より現実的な氷惑星内部における氷マントル物質の挙動の理解に役立つものであり、氷惑星の内部構造モデルの構築のみならず、氷惑星の特異な磁場の発現原因を探る上でも重要な成果である。
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Report
(5 results)
Research Products
(27 results)
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[Presentation] グラッシーカーボンからのナノ多結晶ダイヤモンド合成と圧縮挙動2019
Author(s)
上田千晶, 入舩徹男, 國本健広, 有本岳史, 新名亨, 大藤弘明, 境毅, 門林宏和, 八木健彦, 河口沙織, 河口彰吾
Organizer
第60回高圧討論会
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