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高圧中性子実験にもとづく地球コア中の水素の研究

研究課題

研究課題/領域番号 25246037
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 量子ビーム科学
研究機関東京大学 (2014-2016)
愛媛大学 (2013)

研究代表者

八木 健彦  東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 特任研究員 (20126189)

研究分担者 井上 徹  愛媛大学, 地球深部ダイナミクス研究センター, 教授 (00291500)
奥地 拓生  岡山大学, 地球物質科学研究センター, 准教授 (40303599)
連携研究者 飯塚 理子  東京大学, 大学院理学系研究科, 特任助教 (80632413)
後藤 弘匡  東京大学, 物性研究所, 技術職員 (50596004)
奥地 拓生  岡山大学, 惑星物質研究所, 准教授 (40303599)
井上 徹  広島大学, 大学院理学系研究科, 教授 (00291500)
研究協力者 服部 高典  原子力研究開発機構, J-PARCセンター
佐野 亜沙美  原子力研究開発機構, J-PARCセンター
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
43,940千円 (直接経費: 33,800千円、間接経費: 10,140千円)
2015年度: 10,270千円 (直接経費: 7,900千円、間接経費: 2,370千円)
2014年度: 15,080千円 (直接経費: 11,600千円、間接経費: 3,480千円)
2013年度: 18,590千円 (直接経費: 14,300千円、間接経費: 4,290千円)
キーワード地球核 / 軽元素 / 水素 / 中性子回折実験 / 超高圧 / 鉄水素化物 / 高圧 / 中性子 / 鉄 / コア / 水素化 / 高温高圧 / 地球の核 / 地球コア
研究成果の概要

地球核に溶け込んでいる軽元素の有力候補のひとつとして挙げられている水素が、地球生成初期にどのようにして鉄に溶けたかを明らかにするために、鉄と含水鉱物の混合系を試料とした初めての高温高圧下中性子回折実験を、茨城県のJ-PARCで行った。その結果、地球生成初期に始源物質として水を含む隕石や隕鉄が集積すると、温度上昇に伴ってまず水素を溶かし込んだ溶融鉄が生成し、他の軽元素はその後に溶けた水素化鉄とケイ酸塩が反応して溶け込んだ可能性が高いことが明らかになった。

報告書

(4件)
  • 2016 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書

研究成果

(19件)

すべて 2017 2016 2015 2014 2013

すべて 雑誌論文 学会発表

  • [雑誌論文] Hydrogenation of iron in the early stage of Earth’s evolution2017

    • 著者名/発表者名
      Riko Iizuka-Oku, Takehiko Yagi, Hirotada Gotou, Takuo Okuchi, Takanori Hattori & Asami Sano-Furukawa
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 8 ページ: 14096-14096

    • DOI
      10.1038/ncomms14096
    • NAID
      120006502092
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセスとしている / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] P–V–T relation of the Fe–H system under hydrogen pressure of several gigapascals2017

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Saitoh, Akihiko Machida, Hidehiko Sugimoto, Takehiko Yagi, Katsutoshi Aoki
    • 雑誌名

      Journal of Alloys and Compounds

      巻: 706 ページ: 520-525

    • DOI
      10.1016/j.jallcom.2017.02.209
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [雑誌論文] Preferential dissolution of SiO2 from enstatite to H2 fluid under high pressure and temperature.Preferential dissolution of SiO2 from enstatite to H2 fluid under high pressure and temperature.2016

    • 著者名/発表者名
      A. Shinozaki, H. Kagi, H. Hirai, H. Ohfuji, T. Okada, S. Nakano. and T. Yagi
    • 雑誌名

      Phys. Chem. Miner.

      巻: 43 ページ: 227-285

    • DOI
      10.1007/s00269-015-0792-3
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセスとしている / 国際共著/国際学会である / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Application of X-ray radiography to study the segregation process of iron from silicate under high pressure and high temperature2015

    • 著者名/発表者名
      H. Gotou, T. Yagi, R. Iizuka and A. Suzuki
    • 雑誌名

      HIGH PRESSUER RESEACH

      巻: 35 ページ: 130-138

    • DOI
      10.1080/08957959.2015.1028932
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセスとしている
  • [雑誌論文] Design and performance of high-pressure PLANET beamline at pulsed neutron source at J-PARC2015

    • 著者名/発表者名
      Hattori, T., A. Sano-Furukawa, H. Arima, K. Komatsu, A. Yamada, Y. Inamura, T. Nakatani, Y. Seto, T. Nagai, W. Utsumi, T. Iitaka, H. Kagi, Y. Katayama, T. Inoue, T. Otomo, K. Suzuya, T. Kamiyama, M. Arai T. Yagi
    • 雑誌名

      Nuclear Inst. and Methods in Physics Research A

      巻: 780 ページ: 55-67

    • DOI
      10.1016/j.nima.2015.01.059
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセスとしている / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] High-pressure generation using double stage micro paired diamond anvils shaped by FIB2015

    • 著者名/発表者名
      T. Sakai, T. Yagi, H. Ohfuji, T. Irifune, Y. Ohishi, N. Hirao, Y. Suzuki, Y. Kuroda, T. Asakawa, T. Kanemura
    • 雑誌名

      Rev. Sci. Instrum.

      巻: 86 号: 1 ページ: 033905-033905

    • DOI
      10.1063/1.4914844
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセスとしている / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Crystal structure of the high-pressure phase of calcium hydroxide, portlandite: In situ powder and single-crystal X-ray diffraction study2013

    • 著者名/発表者名
      R. lizuka T. Yagi, K. Komatsu, H. Gotou, T. Tsuchiya, K. Kusaba, H. Kagi
    • 雑誌名

      American Mineralogist

      巻: 98 ページ: 1421-1428

    • DOI
      10.2138/am.2013.4386
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Pressure generation using micro size nano-polyrystalline diamond anvil2013

    • 著者名/発表者名
      T. Yagi, T. Sakai, T. Irifune, Y. Suzuki, Y. Kuroda
    • 雑誌名

      Bulletin of the American Physical Society

      巻: 58 ページ: 32-32

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [雑誌論文] Anomalous Behavior of Cristobalite in Helium under High Pressure2013

    • 著者名/発表者名
      T. Sato, H. Takada, T. Yagi, H. Gotou, T. Okada, D. Wakabayashi, N. Funamori
    • 雑誌名

      Phys. Chem. Minerals

      巻: 40 ページ: 3-10

    • DOI
      10.1007/s00269-012-0540-x
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Argon solubility in SiO2 melt under high pressure: A new experimental result using laser-heated diamond anvil cell2013

    • 著者名/発表者名
      K. Niwa, C. Miyakawa, T. Yagi, J. Matsuda
    • 雑誌名

      Earth and Planetary Science Letters

      巻: 363 ページ: 1-8

    • DOI
      10.1016/j.epsl.2012.12.014
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Influence of H2 fluid on the stability and dissolution of Mg2SiO4 forsterite under high pressure and high temperature2013

    • 著者名/発表者名
      Shinozaki, A., Hirai, H., Ohfuji, H., Okada, T., Machida, S. and Yagi, T.
    • 雑誌名

      American mineralogist

      巻: 98 ページ: 1604-1609

    • DOI
      10.2138/am.2013.4434
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Dissolution of hydrogen into iron by the dissociation of hydrous minerals under pressure2016

    • 著者名/発表者名
      Iizuka-Oku R, Yagi T, Gotou H, Okuchi T, Hattori T, Sano-Furukawa A
    • 学会等名
      Annual Meeting of the Japan Geoscience Union (JpGU-2016)
    • 発表場所
      幕張メッセ(千葉県千葉市)
    • 年月日
      2016-05-22
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際共著/国際学会である
  • [学会発表] 高温高圧下での鉄ーケイ酸塩ー水の中性子回折その場観察と鉄水素化物生成2015

    • 著者名/発表者名
      飯塚 理子・後藤 弘匡・八木 健彦*・奥地 拓生・佐 野 亜沙美・服部 高典
    • 学会等名
      第56回高圧討論会
    • 発表場所
      アステールプラザ(広島県、広島市)
    • 年月日
      2015-11-10
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] High-Pressure Generation using Double Stage Micro-Paired Diamond Anvils2015

    • 著者名/発表者名
      T. Yagi, T. Sakai, H. Ohfuji,T. Irifune,Y. Ohishi, N. Hirao
    • 学会等名
      AIRAPT-25
    • 発表場所
      Univ. Madrid (Madrid, Spain)
    • 年月日
      2015-08-30
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 国際共著/国際学会である
  • [学会発表] Melting temperatures of H2O up to 70 GPa measured in a CO2 laser-heated diamond anvil cell2014

    • 著者名/発表者名
      T. Kimura, Y. Kuwayama, T. Yagi
    • 学会等名
      11th AOGS meeting
    • 発表場所
      ホテル・ロイトン札幌(北海道、札幌市)
    • 年月日
      2014-07-28
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 国際共著/国際学会である
  • [学会発表] The origin of supersonic ice2014

    • 著者名/発表者名
      T. Okada, T. Iitaka, T. Yagi, K. Aoki
    • 学会等名
      11th AOGS meeting
    • 発表場所
      ホテル・ロイトン札幌(北海道、札幌市)
    • 年月日
      2014-07-28
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 国際共著/国際学会である
  • [学会発表] High-Pressure and high-temperature in situ observation of the segregation process of molten iron from partially molten silicate using X-ray radiography2014

    • 著者名/発表者名
      八木健彦 他
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合合同大会
    • 発表場所
      横浜パシフィコ
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Pressure generation using micro size nano-polyrystalline diamond anvil2013

    • 著者名/発表者名
      Takehiko Yagi, et al.
    • 学会等名
      AIRAPT, APS
    • 発表場所
      シアトル、米国
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] マイクロダイヤモンドアンビルを用いた超高圧発生実験2013

    • 著者名/発表者名
      八木健彦 他
    • 学会等名
      高圧討論会
    • 発表場所
      新潟朱鷺メッセ
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

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公開日: 2013-05-15   更新日: 2019-07-29  

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