2009 Fiscal Year Annual Research Report
高圧下における水の鉱物への固定機構とダイナミカルな挙動
| Project Area | Earth Science Based on the High Pressure and Temperature Neutron Experiments |
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| Project/Area Number |
20103002
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
永井 隆哉 Hokkaido University, 大学院・理学研究院, 准教授 (20243131)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
赤板 正秀 島根大学, 総合理工学部, 教授 (20202509)
深澤 裕 日本原子力研究開発機構, 量子ビーム応用研究部門, 研究副主幹 (30370464)
栗林 貴弘 東北大学, 大学院・理学研究科, 助教 (20302086)
内海 渉 日本原子力研究開発機構, 量子ビーム応用研究部門, 研究主幹 (60193918)
神山 崇 高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 教授 (60194982)
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| Keywords | 高温高圧 / 中性子回折 / 含水鉱物 / 結晶構造 / 水素結合 / 赤外吸収 / 熱重量測定 |
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| Research Abstract |
1.Mg(OH)_2,Ca(OH)_2,Ca(OD)_2の熱重量測定による脱水反応の速度論的考察と、高温赤外吸収測定から脱水反応より低温で水素結合が一部切れている可能性を示した。
2.Ca_2Al_<1.9>Mn_<1.1>Si_3O_<12.5>+D_2Oの出発物質から、0.3GPaおよび0.4GPa、500℃の条件でほぼ単相の紅簾石を熱水合成し、生成物の化学分析・X線結晶構造解析を行った。天然鉱物のX線結晶構造解析を行い、水素位置の決定、水素結合の意義の解明を行った。
3.惑星内部に存在する水分子凝集系の水素挙動の解明を目的として、中性子回折実験と赤外吸収測定による水素秩序機構の研究を実施した。中性子回折の実験から、水素の秩序化が160K以下で発生することを新たに見いだし、秩序化に起因して赤外吸収スペクトルが大きく変化することを発見した。
4.Super hydrous phase Bに対して単結晶X線回折実験を行い、結晶構造の解析ならびにMEM解析から、水素位置を含む電子密度分布が観察された。この情報を元に高圧下において放射光を用いたX線回折強度データの測定を行い、水素位置を含む高圧下における構造解析を試みた。その結果、高圧下において水素位置の精密化を行うことに成功した。また、解析に使用する反射数の減少に伴う解析精度の低下など、高圧下における解析上の問題点に対する検討項目が新たに見いだされた。
5.J-PARCに高温高圧中性子ビームラインPLANETについて、本計画研究として必要な分解能、高圧装置仕様などについて総括班とともに議論・決定してきた。現在、H22年度中の完成を目指し建設を進行中である。
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