| Project/Area Number |
22KJ0596
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| Project/Area Number (Other) |
21J20861 (2021-2022)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2023)
Single-year Grants (2021-2022) |
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| Section | 国内 |
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| Review Section |
Basic Section 17040:Solid earth sciences-related
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
彦坂 晃太郎 東京大学, 理学系研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2023-03-08 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥2,200,000 (Direct Cost: ¥2,200,000)
Fiscal Year 2023: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2022: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2021: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
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| Keywords | 高圧物性 / 巨大氷惑星 / 超イオン相 / ダイヤモンドアンビルセル / 液体不混和 |
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| Outline of Research at the Start |
天王星と海王星に代表される巨大氷惑星は系外でも発見されており、惑星形成理論上も重要であると考えられているにもかかわらず、その内部構造や形成過程については未知の部分が大きい。本研究ではダイヤモンドアンビルセル（DAC）を用いて、高温高圧下での氷の性質を調べる研究を進める。具体的には、H2Oの超イオン相の電気伝導度測定と相転移境界、加えてH2O-NH3系とH2-H2O系の相図について研究を進めることによって、巨大氷惑星の内部構造や磁場の起源についての知見を広げる。
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| Outline of Annual Research Achievements |
2023年度のはじめに、高圧実験における新たな加熱手法であるレーザー外熱式ダイヤモンドアンビルセルについて記載した共著論文が国際誌（査読あり）に掲載された。
また、この手法を用いて水素と水の10 GPa付近までにおける混和-不混和境界を決定するための実験を進めた。その結果、より低圧で行われた先行研究で得られたものよりも数百度低いところに境界が存在することが分かった。先行研究ではピストンシリンダーを用いており、高温高圧における試料のその場観察ができず、水と水素とともに岩石が多量に共存する系での実験であったため、透明なダイヤモンド越しに試料観察が可能であり水と水素のみを試料室に封入している我々の結果と異なっていたと考えられる。今回の結果を巨大氷惑星に適用すると、巨大氷惑星のガスエンベロープと内部の氷成分マントルが明瞭に分離してはおらず、混ざり合って存在している可能性が高いことが示された。本研究についてまとめた論文を近日投稿予定である。
さらに、H2Oの高圧高温条件下での電気伝導度測定についても研究・技術開発が進んでおり、超イオン相の出現に対応するXRDおよび伝導率のデータが得られている。データの蓄積を進めて解析し、研究成果としてまとめて予定である。
また、クライオSIMSを用いた水-アンモニア系の相図解明についても、特にサンプルを液体窒素温度で保持するための技術に大きな進展があり、今後の研究に向けて着実に進歩している。
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