氷惑星内部条件でのメタンとアンモニアの融解・分子解離挙動の解明と構造モデルの構築
| Project/Area Number |
19K14815
|
|---|
| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
|
| Allocation Type | Multi-year Fund |
|---|
| Review Section |
Basic Section 17040:Solid earth sciences-related
|
|---|
| Research Institution | National Institute for Materials Science |
|---|
Principal Investigator |
門林 宏和 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 機能性材料研究拠点, JSPS特別研究員 (10836414)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
|
| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2020)
|
| 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)
|
|---|
| Keywords | 高温高圧実験 / ダイヤモンドアンビルセル / 天王星 / 海王星 / ダイヤモンド / メタン / 分子解離 / 放射光X線回折 / ラマン分光 / 氷惑星 |
|---|
| 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。
|
| Outline of Annual Research Achievements |
天王星や海王星などの巨大氷惑星の氷マントルは，主に水・メタン・アンモニアから構成されており，従来の実験的研究ではこれら氷マントル物質の高温高圧挙動を調べることにより，氷惑星の内部構造が検討されてきた。しかし，これまでの実験的研究は単一成分を扱うものであり，現実的な氷惑星のマントル条件を再現した多成分系での実験は行われていない。それゆえ現実的な氷マントル内部での水・メタン・アンモニアの挙動については解決すべき多くの謎が残されている。そこで本研究では，氷惑星マントル組成物質の高温高圧実験を行うことにより，この物質系の挙動を明らかにする。特に，メタンやアンモニアの融解や分子解離挙動に着目し，これに派生して生じるダイヤモンドや新規物質の生成とその条件を解明することを目的としている。
2020年度は，氷惑星内部条件下におけるC-N-O-H系物質の挙動をダイヤモンドアンビルセルと各種加熱法（外熱・レーザー）を組み合わせた高温高圧実験により調べることに注力した。その結果，C-N-O-H系におけるダイヤモンドの生成が，従来のC-H系での研究で報告されている温度圧力条件よりもマイルド（低温・低圧）な条件で起こることが明らかとなった。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
CO2レーザー加熱式ダイヤモンドアンビルセルを用いた超高温高圧実験により，C-N-O-H系におけるダイヤモンドの生成条件を明らかにした。また，安定した高温高圧実験を実現するため，抵抗加熱式および外熱式ダイヤモンドアンビルセルの改良も進めており，次年度には，これらの実験システムを用いた研究の進展も期待できる。
|
| Strategy for Future Research Activity |
本年度から引き続き抵抗加熱式および外熱式ダイヤモンドアンビルセルの改良を進める。そして，これらの実験システムを用いた高温高圧実験により，メタンやアンモニアの融解や分子解離挙動，及びこれに派生して生じるダイヤモンドや新規物質の生成とその条件を明らかにする。
|
Report
(2 results)
Research Products
(18 results)
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
[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
Related Report
-
-
-
-
