| Project/Area Number |
20H00187
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Medium-sized Section 17:Earth and planetary science and related fields
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
大谷 栄治 東北大学, 理学研究科, 客員研究者 (60136306)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
坂巻 竜也 東北大学, 理学研究科, 助教 (30630769)
福井 宏之 公益財団法人高輝度光科学研究センター, 精密分光推進室, テニュアトラック研究員 (90397901)
宮原 正明 広島大学, 先進理工系科学研究科(理), 准教授 (90400241)
Alfred Baron 国立研究開発法人理化学研究所, 放射光科学研究センター, グループディレクター (90442920)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥44,070,000 (Direct Cost: ¥33,900,000、Indirect Cost: ¥10,170,000)
Fiscal Year 2022: ¥12,870,000 (Direct Cost: ¥9,900,000、Indirect Cost: ¥2,970,000)
Fiscal Year 2021: ¥14,300,000 (Direct Cost: ¥11,000,000、Indirect Cost: ¥3,300,000)
Fiscal Year 2020: ¥16,900,000 (Direct Cost: ¥13,000,000、Indirect Cost: ¥3,900,000)
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| Keywords | 圧力スケール / 地球核 / X線非弾性散乱 / 弾性波速度 / 密度 / レニウム / 高圧 / 音速 / 高温高圧 / 絶対圧力スケール |
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| Outline of Research at the Start |
地球核を解明するためには，圧力スケール(圧力目盛）の確立が不可欠である． 現在用いられている圧力スケールには，地球核の条件において内核境界（330GPa)と核の中心（360GPa）の圧力差をはるかに超える不確かさが存在する．この問題点を解決するために，高温高圧X線非弾性法によってマルチ メガバール（数百万気圧）領域においてレニウムなどの金属の音速と密度を同時に測定することによって，地球核に相当する高温高圧までの絶対圧力スケールを構築する．そして，この新しい絶対圧力スケールを用いて，核を構成する鉄合金の密度と音速を再評価し，地球核の化学組成と不均質性により確かな制約を与える．
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| Outline of Annual Research Achievements |
高圧下におけるX線非弾性散乱実験および粉末X線回折実験によって，六方最密充填構造をもつ金属レニウムの縦波速度，横波速度と密度の同時測定を室温において行った．金属レニウムについて，230 GPaまでの圧力条件で，X線非弾性散乱法によって縦波，横波を決定し，密度については，粉末X線回折法を用いて決定することができた．得られた結果を用いて室温における一次圧力スケールの構築を試みた．今回の測定では，理想的な金属レニウム結晶において理論的に期待されるよりも非常に強い非弾性散乱の横波モードが測定された．この強い横波モードの原因を解明するために，常圧において変形した金属レニウム結晶のX線非弾性散乱実験をおこなうとともに，第一原理計算を行い，結晶の変形組織が非弾性散乱ピークに与える影響を明らかにし，今回の大きな横波のモードの測定結果と矛盾しない計算結果を得ることができた．この結果にもとづいて，金属レニウムによる絶対圧力スケールを決定した．そして，その結果を論文として取りまとめ，国際誌(Science Advances)に投稿し，受理・出版された．さらに，鉄-ニッケル-ケイ素合金の音速測定を高温高圧下において行っている．
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| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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