Measurement of sound velocity and equation of state of iron alloys at ultrahigh pressure and high temperature and application to the inner core heterogeneity

• Project/Area Number: 24K00722
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 17040:Solid earth sciences-related
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 大谷 栄治 東北大学, 理学研究科, 客員研究者 (60136306)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 生田 大穣 岡山大学, 惑星物質研究所, 特任助手 (00972423) ; 坂巻 竜也 東北大学, 理学研究科, 助教 (30630769) ; 石井 貴之 岡山大学, 惑星物質研究所, 准教授 (50765534) ; 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) ; 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)
• Project Period (FY): 2024-04-01 – 2028-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥17,940,000 (Direct Cost: ¥13,800,000、Indirect Cost: ¥4,140,000); Fiscal Year 2027: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000); Fiscal Year 2026: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000); Fiscal Year 2025: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2024: ¥5,720,000 (Direct Cost: ¥4,400,000、Indirect Cost: ¥1,320,000)
• Keywords: 鉄合金 / 高温高圧 / 内核 / X線非弾性散乱 / 弾性波速度

Outline of Research at the Start

本研究では，内核におよぶ圧力と内核の温度への外挿幅の少ない3000Kを目指した温度条件で内核を構成する金鉄軽元素合金の弾性波速度と状態方程式を決定する．実験には高温高圧X線非弾性散乱法を用いる．この方法では，新たに開発したステップベベルダイヤモンドアンビル装置と独自開発したポータブル加熱測温システムを用いて高温高圧を発生し，放射光の強力微小X線ビームとシグナル・ノイズ比を低減するためにソーラースクリーンを使用する．これによって，従来よりも外挿幅が小さい鉄軽元素合金の弾性波速度と状態方程式を決定し，地震学モデルを比較することによって内核の地震波構造と軽元素の種類とその不均質性を解明する．