| 研究課題/領域番号 |
20H01998
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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 | 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構 |
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研究代表者 |
佐野 亜沙美 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 J－PARCセンター, 研究主幹 (30547104)
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| 研究分担者 |
河野 義生 関西学院大学, 関西学院大学, 教授 (20452683)
大平 格 学習院大学, 理学部, 助教 (90873159)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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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 |
15,340千円 (直接経費: 11,800千円、間接経費: 3,540千円)
2022年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2021年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2020年度: 6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
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| キーワード | 高温高圧 / 中性子回折 / 高圧 / 中性子 / 高圧力 / 中性子散乱実験 / 氷 / 超イオン伝導 / 中性子散乱 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究は、高温高圧下中性子その場観察実験により氷、含水鉱物の高温下におけるダイナミックな水素の動きを直接捉えようとするものである。そのために、J-PARC MLFの超高圧中性子回折装置PLANETにおいて新しく中性子実験用の2段式加圧セルを開発し、これまで未踏の領域であった50万気圧を越える圧力での高温実験を実現する。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、氷や含水相の天体内部条件下における水素の位置を直接観察することを目的とし、高温高圧下における中性子その場観察実験技術の開発に取り組んだ。J-PARC MLFのPLANET装置において、大容量2段式加圧セルの導入とその実現可能性を探った。圧力発生試験では、Mn系のNull-Alloy合金やジュラルミンを用いたセルで最大で48 GPaの発生に成功した。中性子回折実験では、ビームの入射方向によるバックグラウンドと信号強度の差異を調査し、適切な設置方法を確立した。今後は、これらの成果を基に新たなプロジェクトとして技術開発を継続する予定である。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究の成果は、天体内部条件下における水素の挙動を直接観察する新たな手法を提供するものであり、惑星科学や地球科学において重要な学術的意義を持つ。特に、高温高圧条件下での氷や含水鉱物の挙動解明は、地球や他の惑星の内部構造や進化過程の理解に寄与する。また、超高圧下での中性子実験技術の発展は、材料科学や物理学にも波及効果をもたらし、新材料の開発や既存材料の特性評価などへも応用が広がることが期待される。
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