2018 Fiscal Year Annual Research Report
高精度温度制御システムによる最下部マントルの実験岩石学
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17H02984
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
舘野 繁彦 東京工業大学, 地球生命研究所, 研究員 (30572903)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
米田 明 岡山大学, 惑星物質研究所, 准教授 (10262841)
中島 陽一 熊本大学, 大学院先導機構, 助教 (50700209)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 高温高圧実験 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
地球全マントル領域にわたる実験岩石的研究を可能にするため、ダイヤモンドアンビルセル(DAC)による精密に温度制御された高圧実験を行うことを目的としている。これを応用し、マントル鉱物の相転移およびマントル物質の融解実験について熱力学的に信頼性の高いデータを取得し、未だ整合性を得られていないまたは解明されていないマントル深部における物質分化を明らかにする。そこでホウ素添加導電性ダイアモンド(BDD)を発熱体として用いた内部抵抗加熱式DAC(BDD内熱DAC)の技術開発を行っている。
昨年度までに50GPa, 3600Kまでの高温高圧実験を可能にし，進捗を技術論文としてまとめることができた。しかしながら現状では試料室構成が極めて複雑であるため、熟練が必要となっている。再現性の高い実験を目指し、これまでの複雑な試料室構成から、より単純なものにデザインを変更することで実験準備と試料充填の簡素化を目指す。このため、BDD電極プリントを単結晶ダイアモンドアンビル上に施す手法を進めており、この作業行程の50%を終えている。
また、近年川井型マルチアンビルプレスを用いた高温高圧実験の圧力発生領域が著しく拡大されているが、50GPaを越える圧力領域で高温の圧力較正点が確立されていない問題がある。この較正点になり得る酸化物もしくは金属の相転移境界を精密に決定することはこれをBDD内熱DACの応用として最適である。これに先駆け、レーザー加熱DACを用いた予備実験を開始した。
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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
30年度までに50GPa,3600KまでのBDD内熱DACを用いた高温高圧実験を可能にし、進捗を技術論文としてまとめることができており、ルーチン化に向けた技術開発も進めている。これと平行して、この技術の応用を見据えた予察的実験を進めている。現在、鉄硫黄化合物および鉄リン化合物（Fe2S、Fe2P、Fe3P）の相平衡関係についてレーザー加熱DACと放射光X線を用いて進めている。
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| Strategy for Future Research Activity |
BDD内熱DACの試料充填の簡素化と再現性の向上を目指し、引き続きBDD電極プリントを単結晶ダイアモンドアンビル上に施す作業を進める。これにより、100GPaを越える圧力においても利用可能になることが期待される。次年度はレーザー加熱DACにより鉄化合物および酸化物の相平衡関係を決定し、さらにこれをBDD内熱DACを用いて精密決定する、
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Research Products
(10 results)
