高温高圧下中性子回折実験の圧力上限の向上と地球核の水素収容量と化学組成への制約

• 研究課題/領域番号: 23H00140
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 中区分17:地球惑星科学およびその関連分野
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 鍵 裕之 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (70233666)
• 研究分担者: 小松 一生 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 准教授 (50541942) ; 柿澤 翔 公益財団法人高輝度光科学研究センター, 回折・散乱推進室, テニュアトラック研究員 (10846819) ; 佐野 亜沙美 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, J－PARCセンター, 研究主幹 (30547104) ; 飯塚 理子 早稲田大学, 教育・総合科学学術院, 准教授 (80632413)
• 研究期間 (年度): 2023-04-01 – 2027-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2025年度)
• 配分額: 47,710千円 (直接経費: 36,700千円、間接経費: 11,010千円); 2025年度: 9,230千円 (直接経費: 7,100千円、間接経費: 2,130千円); 2024年度: 11,180千円 (直接経費: 8,600千円、間接経費: 2,580千円); 2023年度: 21,710千円 (直接経費: 16,700千円、間接経費: 5,010千円)
• キーワード: 中性子回折 / 鉄 / 水素化 / 高温高圧 / 地球核

研究開始時の研究の概要

本研究は、高温高圧下中性子回折実験の圧力上限を飛躍的に向上させ、地球核に含まれる軽元素組成を解明することを目的とする。鉄を主成分とする地球核は、何らかの軽元素が取り込まれていると考えられ、水素はその有力候補である。本研究では、J-PARCでの高温高圧中性子実験の技術開発を進め、圧力上限をこれまでの約20 GPaから約30 GPaまで上げ、ニッケルや核中の軽元素候補であるケイ素、硫黄、炭素などを含む鉄について、高温高圧下中性子回折実験から水素誘起体積膨張率を系統的に求める。核に含まれうる元素が水素化に伴う鉄の密度低下に及ぼす影響を系統的に解明し、核の化学組成に新たな制約を加えたい。