高温高圧下中性子回折実験の圧力上限の向上と地球核の水素収容量と化学組成への制約

• Project/Area Number: 23H00140
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Medium-sized Section 17:Earth and planetary science and related fields
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 鍵 裕之 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (70233666)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 小松 一生 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 准教授 (50541942) ; 柿澤 翔 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 (10846819) ; 佐野 亜沙美 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 J－PARCセンター, 研究主幹 (30547104) ; 飯塚 理子 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 客員共同研究員 (80632413)
• Project Period (FY): 2023-04-01 – 2027-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥47,710,000 (Direct Cost: ¥36,700,000、Indirect Cost: ¥11,010,000); Fiscal Year 2024: ¥11,180,000 (Direct Cost: ¥8,600,000、Indirect Cost: ¥2,580,000); Fiscal Year 2023: ¥21,710,000 (Direct Cost: ¥16,700,000、Indirect Cost: ¥5,010,000)
• Keywords: 中性子回折 / 鉄 / 水素化 / 地球核

Outline of Research at the Start

本研究は、高温高圧下中性子回折実験の圧力上限を飛躍的に向上させ、地球核に含まれる軽元素組成を解明することを目的とする。鉄を主成分とする地球核は、何らかの軽元素が取り込まれていると考えられ、水素はその有力候補である。本研究では、J-PARCでの高温高圧中性子実験の技術開発を進め、圧力上限をこれまでの約20 GPaから約30 GPaまで上げ、ニッケルや核中の軽元素候補であるケイ素、硫黄、炭素などを含む鉄について、高温高圧下中性子回折実験から水素誘起体積膨張率を系統的に求める。核に含まれうる元素が水素化に伴う鉄の密度低下に及ぼす影響を系統的に解明し、核の化学組成に新たな制約を加えたい。