| Project/Area Number |
20K04040
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 17010:Space and planetary sciences-related
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
河井 洋輔 大阪大学, 大学院理学研究科, 助教 (90726671)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
青木 順 国立研究開発法人理化学研究所, 生命機能科学研究センター, 研究員 (90452424)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Project Status |
Discontinued (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
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| Keywords | 2次イオン質量分析 / レーザーポストイオン化 / 局所同位体分析 / 太陽系年代学 / 2次イオン質量分析計 |
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| Outline of Research at the Start |
太陽系初期、数千万年以内に収束した惑星形成過程は、天体間の衝突と破壊を繰り返して進行した。多くの隕石中に見られる破砕・角れき化した鉱物組織は、その時間情報を保持しており、太陽系の進化過程を解き明かすための「ロゼッタストーン」といえる。2次イオン質量分析計を用いた局所U-Pb年代分析は、これまで太陽系史の解明に多大な貢献をしてきたが、検出感度の制約によりμmスケールの極微小試料に対する分析が困難であった。本研究は、高出力レーザーによる「ポストイオン化」を用いた『超高感度質量分析システム』をベースとして高精度の局所年代分析を目指す基礎開発である。
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| Outline of Annual Research Achievements |
従来よりも高精度の局所 U-Pb 年代分析を行うことを目的に、2次イオン質量分析計 (SIMS: Secondary Ion Mass Spectrometer) を高感度化するため、1次イオンビームによって叩き出された中性粒子を、高出力レーザーによってポストイオン化する2次中性粒子質量分析計 (SNMS: Secondary Neutrals Mass Spectrometer) の開発を進めてきた。現在までに開発された分析システムで、U-Pb年代分析で主として用いられる鉱物である、ジルコンおよびアパタイトの標準試料について、鉛同位体比の分析を行った。 結果、高出力レーザーによるポストイオン化によって、1μm以下の分析領域から数ppmオーダーの鉛を検出することに成功した。しかしながら、試料表面の分析痕と検出されたイオン量から、イオンビーム照射で消費された試料のうち、何%がイオンとして検出されたか (useful yield) を見積もったところ、0.5%以下となり、これは従来のSIMSと同程度の値であった。得られた鉛同位体の質量スペクトルからPb-Pb年代分析を行った結果、得られた年代値は標準試料の文献値と大きく外れた。同位体比の比較から、現在の地球の安定同位体比をもつ鉛の混入があることが分かったため、分析前の試料表面をイオンビームの走査によってスパッタし、試料の汚染を取り除く実験を行った。結果として、鉛の混入は試料のイオンビーム照射による帯電を防ぐために行った金コーティングに起因することが判明し、その影響を取り除く前処理の条件を精査した結果、分析誤差の範囲内で、標準試料の文献値と一致する鉛同位体比を得ることに成功した。
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