| 研究課題/領域番号 |
20H01990
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分17040:固体地球科学関連
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
坂本 直哉 北海道大学, 創成研究機構, 准教授 (30466429)
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| 研究分担者 |
飯塚 毅 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 准教授 (70614569)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
17,810千円 (直接経費: 13,700千円、間接経費: 4,110千円)
2023年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2022年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2021年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2020年度: 9,620千円 (直接経費: 7,400千円、間接経費: 2,220千円)
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| キーワード | High dynamic range / Isotope imaging / Ion detector / CMOS imager / Water / Planet / 水素 / イメージング / 二次イオン質量分析 / 火星隕石 / 同位体顕微鏡 / 二次元イオン検出器 / 高ダイナミックレンジ / 惑星 / 同位体 / 質量分析 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
惑星を構成する主要鉱物に含まれる水素の量は非常に少ないにも関わらず、莫大な体積を占めるために、微小な分析値の違いが惑星全体の水の推定に大きな影響を及ぼす。火星隕石やアポロ、探査機はやぶさなどの宇宙帰還試料は、量が限られるために地球の吸着水の影響を避けることが難しく、惑星内部を再現する高圧実験試料は、水を大量に取り込むガラスなどが調査対象のすぐ傍にあるために水の定量を行うのは非常に困難であった。本研究では、固体物質表面の水素同位体分布を可視化する同位体顕微鏡を改良し、同一視野内に含まれる多量の水素と極微量な水素を同時に高精細にイメージング可能なシステムを開発する。
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| 研究成果の概要 |
固体惑星の主要鉱物に含まれる水素は、極微量であるにも関わらず惑星全体においては莫大な体積を占めるため、地球外物質や高圧実験試料の分析において地球の吸着水の影響などによる僅かな分析値の違いが、総量の推定に大きく影響を及ぼす。
本研究では、固体表面の水素濃度分布を、超高感度高空間分解能でイメージング可能な同位体顕微鏡を高ダイナミックレンジ化する手法を開発し、多量の水素と極微量な水素を同時に定量可能なシステムを構築した。本システムにより、8桁のダイナミックレンジでサブミクロンスケールの同位体イメージを定量的に取得可能となった。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
固体表面の水素をイメージングする新たな手法を開発しました。この手法では、検出器の読み出し方法を工夫することで、８桁のダイナミックレンジを実現しています。これにより、ほとんど水を含まない無水鉱物が大部分を占める固体惑星の水の総量の推定だけでなく、同位元素の含有量が1000万倍異なるようなミクロンスケールの物質が混在していても、正確にその含有量を分析することが可能となります。
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