| 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 | 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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| 研究実績の概要 |
昨年度までに、本基盤研究で当初計画した開発事項は全て完了した。開発したシステムを炭素質隕石中の難揮発性包有物に適用し国際学会にて発表した。
本年度は、さらに水素の定量イメージング分析技術を進展させるため、新たな水素の分析手法を考案して火星隕石に適用した。二次イオン質量分析法で固体中の水素分析を行う場合、真空装置内の残留水素の試料表面への吸着がバックグランドとなる。バックグランドを下げて低濃度の水素を定量分析するには、試料に照射するイオンプローブの密度が高ければ高いどほバックグランドが下がり低濃度まで検出可能となる。そこで、イオンプローブを数ミクロンのガウシアン強度の形状にして固体表面にスポットで照射し、スパッタされて出てくる水素イオンを同位体顕微鏡の投影型イオン光学系とイオン撮像素子でイメージングすることで、最もプローブ密度の高い領域の水素信号を画像から関心領域を選んで取得するというものである。
本手法を、共同研究者のGreenwood博士らと標準ガラス試料および火星隕石に適用し、数ミクロン領域に含まれるガラス中の1.66ppmの水素の定量に成功した。その結果を２０２４年３月１１－１５日に米国ウッドランドで行われた第55回国際月惑星会議にて報告した（Ordonez et al. (2024) LPSC LV #1307）。また、本会議で火星隕石に対して行った水素イメージング分析の結果も同時に報告した（Jiang et al. (2024) LPSC LV #1310）。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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