外熱急冷式TZMガス圧装置による火山噴火過程の解明

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11740291
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 中村 美千彦 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助手 (70260528)
• Keywords: 火山噴火 / 外熱式ガス圧装置 / 水熱合成装置 / TZM合金

Research Abstract

これまでに、急冷用2次圧力容器等の主要な注文製作部品はすべて完成・納入され、試験機による比較的低温(〜925℃)での実験を100MPaで行い、外熱式ガス圧装置の基礎性能の整備と評価を行った。まず温度は、電力フィードバック型温度調節器とサイリスタ(シマデン製)とを用いることで、25×25×60cm程度の断熱槽を持つ加熱容器で、室温変化等の影響を受けずに非常に安定して(±1℃以内)制御できることがわかった。また圧力は、共和電業製のデジタル圧力計を用いることで、200MPaまで低価格で高精度に測定でき、自動制御のための出力が得られる見込みが立った。また、キャピラリ管を用いることで、塞止弁を手動で制御してもある程度の減圧率のコントロールができることがわかった。試料の酸素分圧は、金属ニッケル製のfiller rodを用いることによって、NNO-bufferに近い値に緩衝できることがわかった。急冷機構については、強力な固体磁石を用いると、6mlの圧力容器であればニッケル製filler rodを固定できることがわかったので、圧力容器は操作性にすぐれる上方設置の状態で、磁石を用いたfiller rod位置の制御を行うことで試料の急冷を行うことを検討中である。これまでに明らかになった問題点としては、900℃程度の高温になると、試料を封入する白金カプセルの再結晶化が進み、カプセルのリークや、カプセル内部と圧媒体の水の交換が起こってしまうことである。これは、不活性ガスを圧媒体に用いた内熱式ガス圧装置には見られなかった問題で、おそらく圧媒体の水(水素)が、白金の再結晶に対して触媒作用を持つことが原因と考えられる。TZM合金を用いる高温の実験の特性上、これは大きな問題であり、次年度は異なるカプセル素材の検討や、カプセル肉圧の増加などの対策を検討する必要がある。

Research Products

• [Publications] Sato H.,Nakada S.,Fujii T.,Nakamura M.& Suzuki-Kamata K.: "Groundmass pargasite in the 1991-1995 dacite of Unzen volcano : phase stability experiments and volcanological implications"Jour.Volcanol Geothern.Res. 89. 197-212 (1999)