| 研究課題/領域番号 |
21K04602
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分25030:防災工学関連
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| 研究機関 | 国立研究開発法人海洋研究開発機構 |
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研究代表者 |
熊谷 英憲 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 海洋機能利用部門(海底資源センター), グループリーダー (10344285)
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| 研究分担者 |
萬年 一剛 神奈川県温泉地学研究所, 研究課, 主任研究員 (70416080)
清水 家齊 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 海洋機能利用部門(海底資源センター), 技術スタッフ (80827387)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2024年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2023年度: 260千円 (直接経費: 200千円、間接経費: 60千円)
2022年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2021年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
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| キーワード | リアルタイムモニタリング / 火山ガス / ヘリウム / ガス透過性試験 / ガラス透過性試験 / 火山防災 / 噴気組成異常 / 水蒸気噴火 / ヘリウム連続測定 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
水蒸気噴火のような突発的火山活動は人的損失をもたらす深刻な被害に直結するので、切迫性評価が強く望まれており、地下で起きた変化をいち早く地表へ伝えると考えられている火山噴気中のヘリウムが着目されてきた。しかし、火山ガスからヘリウムを精製単離することが難しいため、ほかの火山ガス種では可能となりつつある連続モニタリングがヘリウムではまだできていない。本研究では、ヘリウムがガラスに対して著しい透過性を持っていることに着目し、ガラス透過窓を利用したヘリウム単離装置を実用化し、噴気からヘリウムガスを連続的に分離して分析することを可能にして、時間分解能１分未満の完全リアルタイムモニタリングを実現する。
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| 研究実績の概要 |
本計画の概要についての寄稿を、火山のモニタリングセッションでの報告を特集する海洋出版株式会社が発行する月刊誌である月刊地球の令和４年(2022年)7月号に依頼されたため、執筆公表した。
前年度に開始した機材調達は世界的なコロナ禍による納期の長期化が避けられず、年度途中での納品となった。一方、開始した性能試験により、当初想定していたガラス透過窓でのヘリウム透過性が充分でないことが判明した。この原因は当初計画で比較した既存の質量分析装置のガラス製部品とのガラス厚の違いに求めることができ、このことから、ガラス厚のことなる透過窓製品を調達、追加試験することとした。この追加試験は、使用予定のイオントラップ型の質量分析装置の故障修理と並行作業となったため、既存の四重極質量分析計を一時的に援用する必要が生じ、機材内真空度の向上を待つなどの計画外の遅延が生じてはしまったものの、おおむね満足できる性能が確認できた。しかしながら、予定した機材のイオントラップ型質量分析計では、現在のところ必要な信号強度を得ることができず、試験配管とは形状を異にする真空配管による信号強度の向上を図る必要も明らかになった。
野外観測の調整を担当する萬年は、国内における水蒸気噴火防災の専門家として、近年に発生した主な水蒸気噴火における防災の取り組みを検討する国内シンポジウムを企画共催し、情報収集に努めるとともに、野外観測計画の具体化をさらに進めた。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
充分なヘリウム透過性を有するガラス透過窓の選定に想定以上の試験時間を有したこと、透過窓としては想定を満足する部材を選定できたものの、質量分析計の信号強度が充分に得られないといった技術的困難による。また、設置試験の建屋ドライエリアであっても硫化水素雰囲気下の環境であることから制御のPCを密閉して無線による制御が好ましいことから、この検討が新たに生じたための遅延もある。
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| 今後の研究の推進方策 |
観測候補地点はすでに選定できており、最終年度における野外の観測を実現するために、本年度中に建屋ドライエリアでの連続観測を開始するべく、本年度内に無線による制御が難しい場合には、有線での制御による観測を開始することで、機材の耐久性も含めた性能確認をはかる。特に耐久性については、試験期間が不足する懸念があることから、噴気の時間変動についての予察的データの獲得もかねて、実績のあるラドン計測器による予備観測を継続することで、担保する。すくなくとも、令和５年度中に質量分析計の質量分析部への透過ガスの流路、すなわち真空配管の幾何学的形状を再検討し、観測機材としてのくみ上げを図る。これにより、最終年度での野外観測につなげる。
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