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一万気圧内熱式ガス圧装置の開発

研究課題

研究課題/領域番号 11354007
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分展開研究
研究分野 岩石・鉱物・鉱床学
研究機関東京工業大学

研究代表者

河村 雄行 (2000-2001)  東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (00126038)

高橋 栄一 (1999)  東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (40144779)

研究分担者 高橋 栄一  東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (40144779)
鈴木 敏弘  東京工業大学, 個体地球科学総合研究フロンティア, 上級研究員 (40235974)
中村 美千彦  東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助手(平成11年度) (70260528)
古川 登  千葉大学, 大学院・自然科学研究科, 助手 (40251194)
仲井 伯亨  神戸製鋼所産業機械本部IPグループ
廣瀬 敬  東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助教授 (50270921)
阿部 なつ江  東京工業大学, 理学部, 教務職員(技官) (80302933)
仲井 伯享  神戸製鋼所, 産機IPグループ, 主査(研究職)
研究期間 (年度) 1999 – 2001
研究課題ステータス 完了 (2001年度)
配分額 *注記
40,150千円 (直接経費: 37,000千円、間接経費: 3,150千円)
2001年度: 13,650千円 (直接経費: 10,500千円、間接経費: 3,150千円)
2000年度: 22,800千円 (直接経費: 22,800千円)
1999年度: 3,700千円 (直接経費: 3,700千円)
キーワードガス圧装置 / 内熱式 / 高圧力 / 化学反応 / 地球科学 / マグマ / 火山 / 揮発成分 / 高圧ガス / HIP装置 / 内熱式高圧装置 / 地殻 / 不活性ガス / 高圧装置 / 高圧ガス装置 / HIP / 岩石学 / 材料科学
研究概要

日本列島を特徴付ける様々な地質現象(例えば火山活動、断層や摺曲の形成、変成作用、鉱床の生成など)の多くは厚さ30km余りの地殻の中で起こっている。地殻内部に相当する一万気圧までの圧力領域を実験する上で、主要な装置は内熱式のガス圧発生装置である。これまで我が国の高圧ガス装置すべてに適用されてきた厳しい高圧ガス取締法が1998年に改正され、不活性ガスを用いる我々のガス圧装置に対する規制が大幅に緩和された機会を利して一万気圧級の高圧実験に耐える装置を開発する事を我々は目指した。ただし本科研費交付内定後に予算内で実現可能な発生最高圧力を再検討した結果、本装置の最高使用圧力は850MPa(約8600気圧)に修正した。平成11年度は神戸製鋼の技術者と共同で装置の基本設計を行った。平成12年度には高圧ガス容器を含む装置本体を製作した。平成13年度は圧力自動制御ユニットを製作し、東工大で初めて8600気圧までの加圧及び1500℃までの昇温試験を行った。外部から油圧の基づいた圧力制御を行うと、ガス圧部分にかかるシールパッキンの抵抗で200-300気圧のガス圧に相当する摩擦が働く事が明らかになった。本体内部のガス圧をさらに正確に測定し制御するため、マンガニン線圧力ゲージを圧力容器内に設置した。マンガニンゲージの抵抗変化から圧力を10気圧以内の精度で読み取ってコントロールできるシステムを東工大で開発した。以上の装置を平成14年2月完成し、東京都環境局高圧ガス課の現地調査を経て設置を正式に許可された。
本装置は1)8600気圧の高いガス圧力を発生可能である事、2)試料を落下させる事により急速凍結が可能である事、3)マンガニンゲージで測定したガス圧力を油圧にフィードバックする事により正確にコントロールできる事、などの特徴を有する世界的に見てもユニークな高圧実験装置である。

報告書

(4件)
  • 2001 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2000 実績報告書
  • 1999 実績報告書
  • 研究成果

    (21件)

すべて 2001 その他

すべて 雑誌論文 (8件) 文献書誌 (13件)

  • [雑誌論文] Seepage and consolidation of bentonite saturated with pure- or salt-water by the method of unified molecular dynamics and homogenization analysis.2001

    • 著者名/発表者名
      Y.Ichikawa, K.Kawamura, M.Nakano, K.Kitayama, T Seiki, N.Theramast
    • 雑誌名

      Engineering Geology 60

      ページ: 127-138

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Melting Process in the Hawaiian plume : An experimental study.2001

    • 著者名/発表者名
      E.Takahashi, K.Nakajima
    • 雑誌名

      Evolution of Hawaiian Volcanoes : recent progress in deep underwater research

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Geochemical and Petrological Characteristics of Nuuanu and Wailau landslide blocks.2001

    • 著者名/発表者名
      K.Shinozaki, Zhong-Yuan Ren, E.Takahashi
    • 雑誌名

      Evolution of Hawaiian Volcanoes : recent progress in deep underwater research

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Geochemical evolution of Koolau volcano, Hawaii.2001

    • 著者名/発表者名
      R.Tanaka, E.Nakamura, E.Takahashi
    • 雑誌名

      Evolution of Hawaiian Volcanoes : recent progress in deep underwater research

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Determinations of Zr isotopic composition and U-Pb age for terrestrial and extraterrestrial zircons and baddeleytes using laser ablation-inductively coupled plasma mass spectrometry : implications for Nb-Zr isotopic systematics.2001

    • 著者名/発表者名
      T.Hirata
    • 雑誌名

      Chemical Geology 176

      ページ: 323-342

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] In situ measurements of the phase transition boundary in Mg_3A_<12>Si_<3012> : implicationts for the nature of the seismic discontinuities in the Earth' s mantle.2001

    • 著者名/発表者名
      K.Hirose, Y.Fei, S.Ono, T.Yagi, K.Funakoshi
    • 雑誌名

      Earth and Planetary Science Letters 184

      ページ: 567-573

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Seepage and consolidation of bentonite saturated with pure or salt-water by the method of unified molecular dynamics and homogenization analysis.2001

    • 著者名/発表者名
      Y.Ichikawa, K.Kawamura, M.Nakano, K.Kitayama, T.Seiki, N.Theramast
    • 雑誌名

      Engineering Geology 60

      ページ: 127-138

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] In situ measurements of the phase transition boundary in Mg3A12Si3O12:implications for the nature of the seismic discontinuities in the Earth's mantle.2001

    • 著者名/発表者名
      K.Hirose, Y.Fei, S.Ono, T.Yagi, K.Funakoshi
    • 雑誌名

      Earth and Planetary Science Letters 184

      ページ: 567-573

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Ichikawa, K.Kawamura, M.Nakano, K.Kitayama, T.Seiki, N.Theramast: "Seepage and consolidation of bentonite saturated with pure- or salt-water by the method of unified molecular dynamics and homogenization analysis. Engineering"Geology. 60. 127-138 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Taku TSUCHIYA, Katsuyuki Kawamura: "Systematics of elasticity: Ab initio study in B1-type alkaline earth oxides"J.Chemical Physics. 114(22). 10086-10093 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] K.Hirose, Y.Fei, S.Ono, T.Yagi, K.Funakoshi: "In situ measurements of the phase transition boundary in Mg3A12Si3O12 : implicationts for the nature of the seismic discontinuities in the Earth's mantle"Earth and Planetary Science Letters. 184. 567-573 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] S.Ono, K.Hirose, N.Nishiyama, M.Isshiki: "Phase boundary between rutile-type and CaC12-type germanium dioxide determined by in situ X-ray observations"American Mineralogist. 87. 99-102 (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] K.Hirose,Y.Fei,S.Ono,T.Yagi,K.Funakoshi,K.Hirose,Y.Fei,S.Ono,T.Yagi,K.Funakoshi: "In-situ measurements of the phase transition boundary in Mg3Al2Si3O12 implications for the nature of the seismic discontinuities in the Earth's mantle"Earth and Planetary Sciences. 181. 567-573 (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Yong-Seok Seo,Jin-Kook Lee,Y.,Ichikawa,K.,Kawamura,Gyo-Cheol Jeong,and Gyo-Won Kim: "A sudy on anisotropic characteristics of axial strength in α-quartz by using molecular dynamics simulation and uniaxial compression test."Journal of Korean Society fro Rock mechanics Tunnel and Underground Space. Vol.10 No.1. 70-79 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Hideko Hayashi,Rie Sagawa,Hideki Inaba,and Katsuyuki Kawamura: "Molecular dynamics calculations on ceria-based solid electrolytes with different Radius dopants"Solid State Ionics. 131. 281-290 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 河村雄行: "粘土鉱物と水・水溶液との係わり-分子動力学法計算からのアプローチ-"SMECTITE、スメクタイト研究会会報. Vol.10,No.1. 24-38 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 中嶋悟,中村美千彦: "火山噴火準備過程の時間スケールを決める要因"月刊 地球. 251. 349-356 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] W.Wang and E.Takahashi: "Subsolidus and melting experiments of a K-rich basaltic composition to 27 GPa: implication for the behaviour of potasium in the mantle"American Minralogist. 84. 357-361 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] W.Wang and E.Takahashi: "Subsolidus and melting experiments of a K-doped peridotite KLB-1 to 27 GPa: its geophysical and geochemical implicaions"J. Geophysical Research. 105. 2855-2868 (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] W.Wand,S.Sueno,E.Takahashi,Y.Yurimoto and T.Gasparik: "Enrichment processes at the base of the Archean lithospheric mantle: observations from trace element characteristics of pyropic garnet inclusions in diamonds"Contrib. Mineral. Petrol. (in press). (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] R.Takeguchi and E.Takahashi: "Primary magma composition in Koolau volcano, Oahu, Hawaii"G-cubed. (in press). (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書

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公開日: 1999-04-01   更新日: 2022-11-16  

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