2016 Fiscal Year Annual Research Report
A new analysis method for elastic property of mantle minerals
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26610136
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
山本 順司 北海道大学, 総合博物館, 准教授 (60378536)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
石橋 秀巳 静岡大学, 理学部, 准教授 (70456854)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | アンビルセル / 弾性変形 / 流体包有物 / マントル / 二酸化炭素 / ラマン分光 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，流体包有物を応力源とする鉱物の弾性特性測定法の開発を目指した．流体包有物を含む鉱物が加熱されると，流体圧力の上昇によって周囲の鉱物が弾性的に変形し，流体包有物は膨張する．つまり，流体密度の変化からホスト鉱物の弾性特性を読み取れるのではないかとの着想に至った．この推察が正しければ，人為的な加熱によって流体包有物をさらに膨張させることができるはずである．その膨張率を精密に測定できれば，ホスト鉱物の弾性特性を読み取ることが可能となる．流体包有物は天然鉱物に広く見られるため，この手法の開発に成功すれば，様々な天然鉱物の弾性特性を一挙に決定する道が拓けるにちがいない．
本研究のコアとなった研究作業は「低圧力対応アンビルセルの構築」である．当該アンビルセルは窓材としてサファイアを用い，加熱装置として熱風ヒーターを導入したことによって，セル内部を1 GPa・700°Cの環境にすることが可能となった．これにより，流体包有物の内圧は鉱物の加熱により上昇させることができ，鉱物の外圧はアンビルセルで制御できる環境を作り上げることができた．つまり，鉱物内外の圧力を自在に制御できるようになったため，鉱物を様々な条件で弾性変形させることが可能となった．
また，研究作業の一つとして重視していた「流体密度測定精度の向上」も達成できた．室温や試料の温度を制御することで，分光器やスペクトルへの外来要因の影響を極限まで低減させることに成功し，安定したスペクトルを得られるようになった．
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