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高温高圧下の鉄融体におよぼす軽元素の影響:月中心核形成の解明

研究課題

研究課題/領域番号 15K05349
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 岩石・鉱物・鉱床学
研究機関一般財団法人総合科学研究機構(総合科学研究センター(総合科学研究室)及び中性子科学センター(研究開発

研究代表者

舟越 賢一  一般財団法人総合科学研究機構(総合科学研究センター(総合科学研究室)及び中性子科学センター(研究開発, 中性子科学センター, 主任研究員 (30344394)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2017年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2016年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2015年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワード高温高圧 / 融体 / 鉄合金 / 放射光 / 粘性 / 鉄合金融体 / 落球法 / 密度 / 構造 / ダイヤモンド複合体 / アンビル / 鉄融体 / 月
研究成果の概要

本研究は、鉄合金融体についての高温高圧実験から、月の外核の化学組成についての知見を得ることが目的である。高温高圧実験を成功させるための技術開発として、ダイヤモンド複合体アンビルと、月の中心核に相当する温度、圧力を安定に保持できる実験用セルの開発を行った。これらの技術開発により、鉄-硫黄合金融体における10 GPa、2023Kまでの粘性変化を得た。実験結果の解析から、月の外核において硫黄の影響はほとんどないこと、また、粘性は常圧下の鉄合金融体の粘性とほとんど変わらないことが示唆された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は、液体と予想される月の外核に焦点を当て、主要な軽元素の一つと考えられる硫黄を含む鉄合金融体を外核モデル試料として実験技術の開発と高温高圧粘性測定を行い、外核の粘性が硫黄の影響をほとんど受けない可能性を示した。また、ダイヤモンド複合体アンビルや新素材のセラミックスヒーターを開発することによって、これまで到達できなかった高温高圧条件での融体の実験が可能になった。本研究によって実験可能な温度圧力領域が拡大されたことにより、今後の融体研究の進展が期待される。

報告書

(5件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2018 2017 2016 2015

すべて 学会発表 (4件) (うち国際学会 4件) 図書 (1件)

  • [学会発表] Development of the falling-sphere technique for measuring the viscosity of liquid iron alloy under high pressure and high temperature2018

    • 著者名/発表者名
      Funakoshi, K.-I, and Higo, Y.
    • 学会等名
      56th EHPRG Meeting
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of the falling-sphere technique for measuring the viscosity of liquid iron-sulfur alloys at high pressures2017

    • 著者名/発表者名
      Ken-ichi Funakoshi and Osamu Ohtaka
    • 学会等名
      High-Pressure Mineral Physics Seminar (HPMPS-9)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of the falling-sphere technique for measuring the viscosity of liquid under high pressure2016

    • 著者名/発表者名
      Ken-ichi Funakoshi and Osamu Ohtaka
    • 学会等名
      54nd EHPRG Meeting
    • 発表場所
      ARVENA Kongress Hotel (Bayreuth, Germany)
    • 年月日
      2016-09-04
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Application of a diamond/SiC composite anvil in high-pressure viscosity and density measurements of liquid sulfur2015

    • 著者名/発表者名
      Ken-ichi Funakoshi, Masaru Shimono and Osamu Ohtaka
    • 学会等名
      Joint AIRAPT-25 & EHPRG-53
    • 発表場所
      Complutense University of Madrid (Madrid, Spain)
    • 年月日
      2015-08-30
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [図書] 図説地球科学の事典2018

    • 著者名/発表者名
      鳥海光弘
    • 総ページ数
      248
    • 出版者
      朝倉書店
    • ISBN
      9784254160727
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2020-03-30  

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