2014 Fiscal Year Annual Research Report
焼結ダイヤモンドアンビルを用いた下部マントル条件下での弾性波速度測定法の開発
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24740315
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| Research Institution | Japan Synchrotron Radiation Research Institute |
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Principal Investigator |
肥後 祐司 公益財団法人高輝度光科学研究センター, 利用研究促進部門, 研究員 (10423435)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 弾性波速度測定 / 高温高圧 / 下部マントル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
放射光Ｘ線と超音波速度測定装置を組み合わせ、焼結ダイヤモンドアンビルを2段目アンビルに使用して、下部マントル中部領域の圧力条件でブリッジマナイト及びフェロペリクレイスの弾性波速度測定をおこなった。
フェロペリクレイスのスピン転移の観察のためには少なくとも40GPa以上の超高圧を発生する必要があるため、2段目アンビルに細粒の焼結ダイヤモンドを用いた。アンビルのトランケーションサイズは1.5mmで、ヒーターにはTiB2 (+BN)を使用した。また、バッファーロッドにはα-Al2O3を使用し、α-Al2O3の結晶格子体積変化と状態方程式を使用して圧力値の見積もりをおこなった。
実験は大型放射光施設SPring-8のBL04B1に設置の川井型高圧発生装置SPEED-Mk2を使用した。超音波エコーの測定にはBL04B1設置の高感度超音波エコー測定システムを使用した。
常温にて慎重に加圧をおこない、高圧セル内の差応力を緩和させるために荷重1MN、 4MN、5MNにて約800度まで加熱をおこなった。最高荷重5MN・圧力50GPaまで加圧をおこなった。
Ｘ線回折パターンから、すべての圧力温度範囲でフェロペリクレイス単相であることを確認した。超音波エコーは高圧セルが非常に小さいため、入力信号と超音波エコー信号の時間間隔が非常に短く、S/Nが非常に悪い。ハイパスフィルターなどのデータ解析をおこなうことで、試料両端の超音波エコーを確認できた。
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