光学測定による大容積高温高圧装置の精密化と650km不連続層の解明

Research Project

Project/Area Number	62460041
Research Category	Grant-in-Aid for General Scientific Research (B)
Allocation Type	Single-year Grants
Research Field	固体地球物理学
Research Institution	The University of Tokyo
Principal Investigator	八木健彦東京大学, 物性研究所, 助教授 (20126189)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	須崎純一東京大学, 物性研究所, 技官 (00167462) 内海渉東京大学, 物性研究所, 助手 (60193918)
Project Period (FY)	1987 – 1988
Project Status	Completed (Fiscal Year 1988)
Budget Amount *help	¥7,900,000 (Direct Cost: ¥7,900,000) Fiscal Year 1988: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000) Fiscal Year 1987: ¥6,900,000 (Direct Cost: ¥6,900,000)
Keywords	超高圧 / 地球深部 / 下部マントル / ケイ酸塩ペロブスカイト / ルビー蛍光 / 焼結ダイヤモンド / マルチアンビルプレス
Research Abstract	本年度はまず, マルチアンビル型超高圧発生装置における光ファイバーを用いたルビー蛍光測定技術の確立を行なった. これには, 本研究費で購入されたマルチチャンネル・ダイオードアレイ検出器と光学モニター装置が用いられた. 従来行なわれた類似の試みは, 光ファイバーが高圧容器に出入りする部分で著しい損傷を受け透過光量が減少するためうまくいかなかったが, 本研究では適切な力学特性を持った光ファイバー見つけ出し, 超高感度検出器と組合せることによりこの困難を克服し, 従来不可能であった30kbar領域まで測定が可能になった. さらにもう一段の改良を加えることにより, マルチアンビル装置では従来困難であった超高圧領域における精密で連続的な圧力測定が可能になると期待される. さらに, 焼結ダイヤモンドをアンビルとして用いるための技術的な問題点を研究し, その試作に入っている. 試作に用いられた焼結ダイヤモンドは, 従来アンビルとして用いられていた超硬合金に較べて飛躍的に硬度が高く形状も本研究の装置に合致したものが成形可能となったため, 本研究に必要とされる30GPaを安定して発生するめどが立てられた. また精密な高温実験に必要な, 均一な温度分布を持った高圧室埋め込み用小型電気炉の設計も, シュミレーションを用いて完成した. これらの技術開発と平衡して, 地球深部で重要な役割を果たすと考えられているケイ酸塩ペロブスカイトのひとつである, CaSiO_3の高温高圧下の相転移と弾性的性質に関する半定量的研究がダイヤモンドアンビル装置を用いて完成した. これらの成果の上に, 来年度はMgやFeを含むケイ酸塩ペロブスカイトの高温高圧下における精密な定量的実験を推進する予定である.