高圧における固体鉄の体積への炭素と窒素の影響：侵入型hcp鉄合金と内核の密度欠損

Research Project

Project/Area Number	25K07440
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Allocation Type	Multi-year Fund
Section	一般
Review Section	Basic Section 17040:Solid earth sciences-related
Research Institution	Okayama University
Principal Investigator	浦川啓岡山大学, 環境生命自然科学学域, 教授 (30201958)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	寺崎英紀岡山大学, 環境生命自然科学学域, 教授 (50374898)
Project Period (FY)	2025-04-01 – 2028-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2025)
Budget Amount *help	¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000) Fiscal Year 2027: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000) Fiscal Year 2026: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000) Fiscal Year 2025: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Keywords	内核の軽元素 / 密度欠損 / イプシロン鉄 / 軽元素誘起体積増加率
Outline of Research at the Start	地球の核に含まれる軽元素のうち炭素と窒素は，原子半径が小さく金属鉄と侵入型合金をつくる。液体外核から徐々に結晶化する固体内核には，元素分配によりこれらの軽元素が取り込まれる。鉄の最密充填構造の原子間空隙に取り込まれた軽元素による鉄の密度低下は内核の密度欠損の要因の一つである。鉄に軽元素が取り込まれることで密度がどれだけ低下するかを知るためには，鉄の結晶構造中に取り込まれる軽元素量と鉄の体積の増加を正確に定量することが必要となる。本研究では軽元素の候補として炭素と窒素に着目し，放射光実験からイプシロン鉄の炭素と窒素による体積膨張率を高温高圧下で決定し，体積膨張率の温度圧力依存性を明らかにする。