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X線CTその場観察のための加熱炉の開発とその動的過程解析への応用

研究課題

研究課題/領域番号 19654081
研究種目

萌芽研究

配分区分補助金
研究分野 岩石・鉱物・鉱床学
研究機関大阪大学

研究代表者

土山 明  大阪大学, 理学研究科, 教授 (90180017)

研究分担者 中村 美千彦  東北大学, 理学研究科, 准教授 (70260528)
上杉 健太朗  高輝度光科学研究センター, 研究員 (80344399)
研究期間 (年度) 2007 – 2009
研究課題ステータス 完了 (2008年度)
配分額 *注記
3,400千円 (直接経費: 3,400千円)
2008年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2007年度: 2,500千円 (直接経費: 2,500千円)
キーワード高温加熱炉 / ガス雰囲気制御 / X線CT / 3次元画像解析 / 含水玄武岩ガラス / 脱水発泡 / マグマ
研究概要

昨年度の経験を生かして、1600℃までの温度を安定して出せることを目指し、X線装置に搭載できる加熱炉プロトタイプを作成した。これを用いて、高温での加熱をおこないながらX線CT装置上で透過像撮影を行った。これにより、1500℃までの温度を安定して出すことができるようになったが、高温を到達させるために用いたアルミナ製の炉心管や、白金線発熱体の狭い隙間のため、X線の透過率が低くなりまた試料全体を一度に撮像することが出来なかった。また、加熱炉を小型化したため、炉の外壁からの輻射によりX線管球やCCDカメラに被害を与える可能性があり、残念ながら長時間を要するCT撮影をおこなうことまではできなかった。水冷も含めて炉にさらに改良を加えることにより、1500℃までの温度でのCT用の加熱炉の実現が可能と思われる。
時間系列をもつ大容量の3次元画像の再構成には長時間がかかるので、このためのハードウエアの開発をSPring-8においておこなった。また、これらのデータの3次元画像の解析のためには、すでにSLICEと呼ばれるソフトウエアを開発しているが、このバージョンアップも引き続きおこなった。
一方、本研究課題に関連して、マグマの脱水発泡過程を調べるために、火山ガラスの加熱発砲実験も行っている。昨年度ガス内熱炉を用いて作成した含水量の異なる一連の含水玄武岩ガラスを用いて、通常のガス混合炉により、加熱温度・時間を変化させて系統的な加熱実験をおこなった。これにより、従来観察されていた2つの発泡モード((1)不均形による発泡と(2)ナノスケール石の結晶成長に誘起された微細空隙の生成)が、どのような温度・含水量で時間発展していくかを明らかにした。これにより、(2)の特異な発泡モードの出現する条件を求め、天然のマグマ活動との対応を議論した。

報告書

(2件)
  • 2008 実績報告書
  • 2007 実績報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2008 2007

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (5件)

  • [雑誌論文] Evolution of bubble microstructure in sheared rhyolite : Formation of a channel-like bubble network.2008

    • 著者名/発表者名
      S. Okumura
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research., 113, B07208 113

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] X線マイクロトモグラフィー2008

    • 著者名/発表者名
      土`山明
    • 学会等名
      第29回 表面科学セミナー
    • 発表場所
      千葉市幕張メッセ
    • 年月日
      2008-11-20
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 含水玄武岩質ガラスの加熱時における特異な発泡の発生機構と発生条件についての研究2008

    • 著者名/発表者名
      幾世宏志
    • 学会等名
      日本火山学会2008年秋季大会
    • 発表場所
      岩手大学工学部
    • 年月日
      2008-10-11
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 気泡を含む高粘性流体(マグマ)の変形実験 : 気泡組織・ガス浸透率の変化と火山噴火におけるその重要性2008

    • 著者名/発表者名
      奥村聡
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2008年大会
    • 発表場所
      千葉市幕張メッセ
    • 年月日
      2008-05-26
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 発泡したマグマの脆性破壊に対する実験的制約 : 剪断破壊・破砕は脱ガスの引金となるか?2008

    • 著者名/発表者名
      奥村聡
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2008年大会
    • 発表場所
      千葉市幕張メッセ
    • 年月日
      2008-05-26
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Specific dehydration process in heating experiments of hydrated basaltic glass: 3-D vesicle textures and their time developments.2007

    • 著者名/発表者名
      A. Tsuchiyama
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2007年大会
    • 発表場所
      千葉市幕張メッセ
    • 年月日
      2007-05-24
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書

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公開日: 2007-04-01   更新日: 2016-04-21  

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