2011 Fiscal Year Annual Research Report
高圧下におけるマグマの物性と構造、及びその水の影響
| Project Area | Earth Science Based on the High Pressure and Temperature Neutron Experiments |
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20103003
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| Research Institution | Ehime University |
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Principal Investigator |
井上 徹 愛媛大学, 地球深部ダイナミクス研究センター, 教授 (00291500)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
浦川 啓 岡山大学, 大学院・自然科学研究科, 准教授 (30201958)
大高 理 大阪大学, 大学院・理学研究科, 准教授 (40213748)
鈴木 昭夫 東北大学, 大学院・理学研究科, 准教授 (20281975)
三部 賢治 東京大学, 地震研究所, 助教 (10372426)
有馬 寛 東北大学, 金属材料研究所, 助教 (60535665)
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| Keywords | マグマ / 水 / 高温高圧 / 中性子 / 構造 / 非晶質物質 / 放射光X線 / ラマン分光 |
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| Research Abstract |
H23年度はH22年度末の地震被害によりJ-PARCの復旧に時間を費やし、J-PARCでの中性子実験は行うことができなかったが、当初の予定通りのスケジュールで中性子カメラの導入に向けて作業を行った。中性子カメラの予備実験は北海道大学のパルス中性子施設を使用させていただき、カメラの検討を行った。その結果、H23年度末に中性子カメラを導入することができた。さらに、導入する高圧発生装置を利用した中性子高温高圧実験に向けた高圧セル開発、特に6-6加圧方式の各種実験を昨年度に引き続き行った。特にアンビル材に関してもNiバインダーの新しいWCアンビルの利用に向けて検討、さらにはSiCバインダーの焼結ダイヤモンドを使用したテスト実験を行った。
加えて、各分担者の役割分担の基、マグマ・非晶質物質の「構造」、及び「物性(密度、粘性等)」に関する研究を、急冷回収実験や放射光X線その場観察実験により行った。特にX線散乱による非晶質物質の構造研究は、中性子散乱とは相補的なものであり、ガラスやマグマさらには含水マグマにおいて、高圧下で実験を行った。また、ガラスやマグマの物性の中でも密度は重要なパラメータであり、X線吸収法やX線トモグラフィー法により高圧下での密度変化を明らかにした。さらに高圧下での粘性変化も重要な物性量であり、これらの関する研究も行った。
これらの研究から得られた成果は投稿論文として、また中性子ビームラインの立ち上げに関する事項は投稿論文とまではまだいかないが、各種学会で発表し、本プロジェクトの進行状況や成果を広く紹介した。13の研究発表欄を見ていただければその事を理解していただけると思う。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
H22年度末の地震により、我々の新学術研究領域で建設を進めているJ-PARCの高温高圧中性子ビームライン"PLANET(BL11)"も多大な被害を受け、復旧までには時間を要したが、その中でも、当初の予定通り、中性子カメラの導入、及び今後の中性子実験に向けての高圧実験技術開発、さらにはサイエンスターゲットとしての各種相補的実験を、急冷回収実験や放射光X線その場観察実験により遂行することができた。その意味で、まだ我々ビームラインでの中性子実験とまでは行かないが、順調に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
H23年度は、待望の中性子散乱及びイメージング実験が我々ビームラインで行える予定である。それに向けて、導入装置の立ち上げ・コミッショニングや精度チェック、さらにはデータ解析システムの構築等が必要となる。まだまだ成すべき事柄は多々あるが、できるだけ早い時期での中性子データ収集に向けて尽力する。この中で、各研究分担者の役割に関しては今まで通りその分担領域の研究を遂行していくとともに、さらに各役割分担の垣根を越えた相互協力もますます必要になると思われる。
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[Journal Article] Deformation cubic anvil press and stress and strain measurements using monochromatic X-rays at high pressure and high temperature2011
Author(s)
Siraishi, R., Ohtani, E., Kubo, T., Doi, N., Suzuki, A., Shimojuku, A., Kato, T., Kikegawa, T.
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Journal Title
High Pressure Research
Volume: 31
Pages: 399-406
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Density measurements of liquid Fe-Si alloys at high pressure using the sink-float method2011
Author(s)
Tateyama, R., Ohtani, E., Terasaki, H., Nishida, K., Shibazaki, Y., Suzuki, A., Kikegawa, T.
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Journal Title
Physics and Chemistry of Minerals
Volume: 38
Pages: 801-807
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Stability of Fe-Ni hydride after the reaction between Fe-Ni alloy and hydrous phase (δ-AlOOH) up to 1.2Mbar : Possibility of H contribution to the core density deficit2011
Author(s)
Terasaki, H., Ohtani, E., Sakai, T., Kamada, S., Asanuma, H., Shibazaki, Y., Hirao, N., Sata, N., Ohishi, Y., Sakamaki, T., Suzuki, A., Funakoshi, K.-I.
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Journal Title
Physics of the Earth and Planetary Interiors
Volume: 194-195
Pages: 18-24
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] 細粒カンラン石の高圧下でのレオロジー2011
Author(s)
西原遊, 大内智博, 川添貴章, Dirk Spengler, 田阪美樹, 平賀岳彦, 亀卦川卓美, 鈴木昭夫, 大谷栄治
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Journal Title
PF研究会「放射光高圧研究における実験技術の新展開-マルチアンビル型高圧装置を中心に-」
Volume: 2011-10
Pages: 11-14
Peer Reviewed
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[Presentation] Structure of liquid iron at high press2012
Author(s)
S.Urakawa, Y.Katayama, T.Watanabe, T.Kikegawa
Organizer
"Joint Symposium of Misasa-2012 and Geofluid-2" Dynamics and Evolution of the Earth's Interior : special emphasis on the role of fluids
Place of Presentation
三朝(鳥取県)(招待講演)
Year and Date
2012-03-20
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[Presentation] Effect of pressure on rheology fine-grained forsterite aggregate2011
Author(s)
Nishihara, Y., Ohuchi, T., Kawazoe, T., Spengler, D., Tasaka, M., Hiraga, T., Kikegawa, T., Suzuki, A., Ohtani, E.
Organizer
AGU 2011 Fall Meeting
Place of Presentation
San Francisco (USA)
Year and Date
20111205-20111209
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[Presentation] Changes in flow strength induced by the decomposition of polycrystalline albite2011
Author(s)
Doi, N., Kato, T., Kubo, T., Noda, M., Shiraishi Ohnuma, R., Suzuki, A., Ohtani, E., Kikesawa, T.
Organizer
AGU 2011 Fall Meeting
Place of Presentation
San Francisco (USA)
Year and Date
20111205-20111209
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[Presentation] 高圧下における鉄メルトの密度と構造2011
Author(s)
浦川啓, 中塚明日美, 寺崎英紀, 西田圭佑, 立山隆二, 大谷栄治, 片山芳則, 渡辺了, 亀卦川卓美
Organizer
日本地球惑星科学連合2011年大会
Place of Presentation
幕張メッセ(千葉)
Year and Date
20110522-20110527
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[Presentation] Here comes the first beam and terrible Earthquake at J-PARC new high-pressure neutron diffractometer PLANET2011
Author(s)
Hattori, T., Arima, H., Sano-Furukawa, A., Utsumi, W., Katayama, Y., Nagai, T., Inoue, T., Kagi, H., Yagi, T
Organizer
AIRAPT 23 (International Conference on High Pressure Science and Technology)
Place of Presentation
Mumbai (India)
Year and Date
2011-09-28
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[Presentation] Devices development for high pressure neutron diffractometer PLANET at J-PARC2011
Author(s)
Arima, H., Hattori, T., Abe, J., Sano-Furukawa, A., Komatsu, K., Kagi, H., Inoue, T
Organizer
AIRAPT 23 (International Conference on High Pressure Science and Technology)
Place of Presentation
Mumbai (India)
Year and Date
2011-09-27
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[Presentation] Pressure effect on excess molar volume of liquid Fe-S2011
Author(s)
Nishida, K., Ohtani, E., Terasaki, H., Tateyama, R., Shibazaki, Y., Suzuki, A., Kikegawa, T.
Organizer
日本地球惑星科学連合2011年大会
Place of Presentation
幕張メッセ(千葉)
Year and Date
2011-05-23
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