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パルス中性子回折による高品質含水マントル深部鉱物単結晶の水素配置解析

研究課題

研究課題/領域番号 26287135
研究種目

基盤研究(B)

配分区分一部基金
応募区分一般
研究分野 岩石・鉱物・鉱床学
研究機関岡山大学

研究代表者

奥地 拓生  岡山大学, 惑星物質研究所, 准教授 (40303599)

研究分担者 富岡 尚敬  国立研究開発法人海洋研究開発機構, その他部局等, 研究員 (30335418)
連携研究者 山下 茂  岡山大学, 惑星物質研究所, 准教授 (30260665)
栗林 貴弘  東北大学, 理学研究科, 准教授 (20302086)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
15,080千円 (直接経費: 11,600千円、間接経費: 3,480千円)
2016年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2015年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2014年度: 8,060千円 (直接経費: 6,200千円、間接経費: 1,860千円)
キーワードパルス中性子 / 単結晶回折 / マントル含水鉱物 / 水素 / 中性子 / 単結晶 / 中性子回折 / ワズレアイト / リングウッダイト
研究成果の概要

地球深部マントルに存在する含水ワズレアイトと含水リングウッダイトの結晶構造中のどの場所にどれだけの量の水素が存在するのかを、高強度パルス中性子線を用いた単結晶回折法によって直接かつ精密に解析した。目的の達成のために、物理的・化学的に均質なマントル深部含水鉱物の単結晶を、高温高圧条件の下で1 mm程度の大きさまで成長させる技術を新たに確立した。得られた結晶の品質評価の手順も確立して、中性子回折の応用に最適な結晶を選び、従来よりもはるかに高い空間分解能の解析を実現した。

報告書

(4件)
  • 2017 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (40件)

すべて 2017 2016 2015 2014 その他

すべて 国際共同研究 (8件) 雑誌論文 (11件) (うち国際共著 6件、 査読あり 11件、 謝辞記載あり 8件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (21件) (うち国際学会 6件、 招待講演 1件)

  • [国際共同研究] テキサス大学オースティン校(米国)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [国際共同研究] コロラド大学ボルダー校(米国)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [国際共同研究] ソウル大学(韓国)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [国際共同研究] インペリアル・カレッジ・ロンドン(英国)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [国際共同研究] HPSTAR(中国)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [国際共同研究] オークリッジ国立研究所/テキサス大学/カーネギー研究所(米国)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [国際共同研究] ジェームズクック大学(オーストラリア)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [国際共同研究] 延世大学(韓国)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [雑誌論文] Equation of state and hyperfine parameters of high-spin bridgmanite in the Earth's lower mantle by synchrotron X-ray diffraction and Mossbauer spectroscopy2017

    • 著者名/発表者名
      Z. Mao, F. Wang, J. F. Lin, S. Fu, J. Yang, X. Wu, T. Okuchi, N. Tomioka, V. Prakapenka, Y. Xiao, and P. Chow
    • 雑誌名

      American Mineralogist

      巻: 102 号: 2 ページ: 357-368

    • DOI

      10.2138/am-2017-5770

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] A Peltier cooling diamond anvil cell for low-temperature Raman spectroscopic measurements2016

    • 著者名/発表者名
      N. Noguchi and T. Okuchi
    • 雑誌名

      Review of Scientific Instruments

      巻: 87 号: 12 ページ: 125107-125107

    • DOI

      10.1063/1.4972254

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Quantitative analysis of hydrogen sites and occupancy in deep mantle hydrous wadsleyite using single crystal neutron diffraction2016

    • 著者名/発表者名
      Narangoo Purevjav, Takuo Okuchi, Naotaka Tomioka, Xiaoping Wang and Christina Hoffmann
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 6 号: 1 ページ: 34988-34988

    • DOI

      10.1038/srep34988

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] High-spin Fe2+ and Fe3+ in single-crystal aluminous bridgmanite in the lower mantle2016

    • 著者名/発表者名
      Z. F. Lin, Z. Mao, J. Yang, J. Liu, Y. Xiao, P. Chow, and T. Okuchi
    • 雑誌名

      Geophysical Research Letters

      巻: 43 号: 13 ページ: 6952-6959

    • DOI

      10.1002/2016gl069836

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Self-diffusion of protons in H2O ice VII at high pressures: Anomaly around 10 GPa2016

    • 著者名/発表者名
      N. Noguchi and T. Okuchi
    • 雑誌名

      Journal of Chemical Physics

      巻: 144 号: 23 ページ: 234503-234503

    • DOI

      10.1063/1.4953688

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] パルス中性子粉末回折による地球マントル高密度含水相の水素配置解析2016

    • 著者名/発表者名
      奥地拓生・富岡尚敬・プレジャブナランゴー
    • 雑誌名

      高圧力の科学と技術

      巻: 26 号: 2 ページ: 140-148

    • DOI

      10.4131/jshpreview.26.140

    • NAID

      130005158545

    • ISSN
      0917-639X, 1348-1940
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Forge-hardened TiZr null-matrix alloy for neutron scattering under extreme conditions2015

    • 著者名/発表者名
      T. Okuchi, A. Hoshikawa, and T. Ishigaki
    • 雑誌名

      Metals

      巻: 43 号: 4 ページ: 2340-2350

    • DOI

      10.1007/s00269-015-0791-4

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Forge-hardened TiZr null-matrix alloy for neutron scattering under extreme conditions2015

    • 著者名/発表者名
      T. Okuchi, A. Hoshikawa, and T. Ishigaki
    • 雑誌名

      Metals

      巻: 5 号: 4 ページ: 2340-2350

    • DOI

      10.3390/met5042340

    • 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 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Synthesis of large and homogeneous single crystals of water-bearing minerals by slow cooling at deep-mantle pressures2015

    • 著者名/発表者名
      Okuchi, T., N. Purevjav, N. Tomioka, J. F. Lin, T. Kuribayashi, L. Schoneveld, H. Hwang, N. Sakamoto, N. Kawasaki, and H. Yurimoto
    • 雑誌名

      American Mineralogist

      巻: 100 号: 7 ページ: 1483-1492

    • DOI

      10.2138/am-2015-5237

    • 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 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Experimental study of thermal conductivity at high pressures: implications for the deep Earth's interior2015

    • 著者名/発表者名
      A. F. Goncharov, S. S. Lobanov, X. Tan, G. T. Hohensee, D. G. Cahill, J. F. Lin, S. M. Thomas, T. Okuchi, and N. Tomioka
    • 雑誌名

      Phys. Earth Planet. Inter.

      巻: 247 ページ: 11-15

    • DOI

      10.1016/j.pepi.2015.02.004

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Hydrogen site analysis of hydrous ringwoodite in mantle transition zone by pulsed neutron diffraction2014

    • 著者名/発表者名
      N. Purevjav, T. Okuchi, N. Tomioka, J. Abe, and S. Harjo
    • 雑誌名

      Geophysical Research Letters

      巻: 41 号: 19 ページ: 6718-6724

    • DOI

      10.1002/2014gl061448

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] パワーレーザーとXFELによるフォルステライト単結晶から高密度構造への高速相転移観察2017

    • 著者名/発表者名
      奥地拓生・関根利守・尾崎典雅・松岡健之・高橋謙次郎・宮西宏併・瀬戸雄介・丹下慶範・犬伏雄一・矢橋牧名・プレジャブナランゴー・田中和夫・兒玉了祐
    • 学会等名
      日本物理学会第72会年次大会
    • 発表場所
      大阪大学
    • 年月日
      2017-03-17
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 中性子準弾性散乱による含水鉱物内部の多様な水素輸送現象2017

    • 著者名/発表者名
      奥地拓生・プレジャブナランゴー・富岡尚敬・柴田薫
    • 学会等名
      2016年度量子ビームサイエンスフェスタ
    • 発表場所
      つくば国際会議場
    • 年月日
      2017-03-14
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Single crystal neutron diffraction of hydrous wadsleyite and the reason of sensitivity difference for hydration between upper and lower mantle transition zones2016

    • 著者名/発表者名
      N. Purevjav, T. Okuchi, N. Tomioka, X. Wang, and C. Hoffmann
    • 学会等名
      American Geophysical Union Fall Meeting
    • 発表場所
      San Francisco, USA
    • 年月日
      2016-12-12
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Insulator to semiconductor transformation of planetary ice mixtures compressed by laser-driven shock wave and its implication for interior property of icy giant planets2016

    • 著者名/発表者名
      T, Okuchi, N. Ozaki, T. Sano, Y. Sakawa, and R. Kodama
    • 学会等名
      American Geophysical Union Fall Meeting
    • 発表場所
      San Francisco, USA
    • 年月日
      2016-12-12
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Structure analysis of hydrous ringwoodite by single-crystal neutron diffraction2016

    • 著者名/発表者名
      N. Purevjav, T. Okuchi, X. Wang, and C. Hoffmann
    • 学会等名
      第57回高圧討論会
    • 発表場所
      筑波大学
    • 年月日
      2016-10-26
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] フォルステライト単結晶のレーザー衝撃圧縮XFEL時間分解観察2016

    • 著者名/発表者名
      奥地拓生・尾崎典雅・瀬戸雄介・丹下慶範・関根利守・プレジャブナランゴー・梅田悠平・松岡健之・高橋謙次郎・宮西宏併・犬伏雄一・矢橋牧名・山内和人・田中和夫・兒玉了祐
    • 学会等名
      第57回高圧討論会
    • 発表場所
      筑波大学
    • 年月日
      2016-10-26
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 中性子準弾性散乱によるブルーサイトの水素局在拡散の観測と脱水分解反応におけるその役割の評価2016

    • 著者名/発表者名
      奥地拓生・プレジャブ ナランゴー・柴田薫
    • 学会等名
      日本鉱物科学会2016年年会
    • 発表場所
      金沢大学
    • 年月日
      2016-09-23
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Hydrogen site analysis of hydrous ringwoodite in mantle transition zone by pulsed neutron diffraction2016

    • 著者名/発表者名
      N. Purevjav, T. Okuchi, and N. Tomioka
    • 学会等名
      Goldschmidt 2016
    • 発表場所
      Yokohama, Japan
    • 年月日
      2016-06-26
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Insulator to electronic conductor transition of synthetic planetary ices at interior conditions of icy giants compressed by laser-driven shock wave2016

    • 著者名/発表者名
      T. Okuchi, N. Ozaki, M. Kita, T. Ogawa, A.Bruno, K. Miyanishi, R.Kodama, N. Purevjav, T. Sano, Y. Sakawa
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union Meeting 2016
    • 発表場所
      Chiba, Japan
    • 年月日
      2016-05-22
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Hydrogen in hydrous wadsleyite analyzed by time-of-flight single crystal neutron diffraction2016

    • 著者名/発表者名
      N. Purevjav, et al.
    • 学会等名
      Misasa VI "Frontiers in Earth and Planetary Materials Research: Origin, Evolution and Dynamics"
    • 発表場所
      Blanc Art Misasa
    • 年月日
      2016-03-09
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 高密度含水Mg珪酸塩の水素格子フラストレーションと層間水素結合2015

    • 著者名/発表者名
      奥地拓生・プレジャブナランゴー・富岡尚敬
    • 学会等名
      日本中性子科学会
    • 発表場所
      和光市民文化センター
    • 年月日
      2015-12-10
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Hydrogen sites in the deep mantle hydrous ringwoodite determined by neutron single-crystal Laue diffraction2015

    • 著者名/発表者名
      N. Purevjav, T. Okuchi
    • 学会等名
      日本中性子科学会
    • 発表場所
      和光市民文化センター
    • 年月日
      2015-12-10
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Synthesis and application of water-bearing large single crystals by slow cooling of hydrous melt at deep mantle pressure2015

    • 著者名/発表者名
      T. Okuchi, et al.
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union Meeting 2015
    • 発表場所
      Makuhari Messe
    • 年月日
      2015-05-24
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Elasticity of single-crystal ferropericlase across the spin transition in the lower mantle2014

    • 著者名/発表者名
      Yang, J., X. Tong, J. F. Lin, T. Okuchi and N. Tomioka
    • 学会等名
      American Geophysical Union Fall Meeting 2014
    • 発表場所
      Moscone Center, San Francisco
    • 年月日
      2014-12-15 – 2014-12-19
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Single-crystal elasticity of iron-bearing bridgemanite in the lower mantle2014

    • 著者名/発表者名
      Yang, J., J. F. Lin, T. Okuchi and N. Tomioka
    • 学会等名
      American Geophysical Union Fall Meeting 2014
    • 発表場所
      Moscone Center, San Francisco
    • 年月日
      2014-12-15 – 2014-12-19
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Electronic spin and valence states of iron in the lower-mantle silicate perovskite2014

    • 著者名/発表者名
      Chang, Y. Y., Y. Wu, J. F. Lin, C. A. McCammon, T. Okuchi and N. Tomioka
    • 学会等名
      American Geophysical Union Fall Meeting 2014
    • 発表場所
      Moscone Center, San Francisco
    • 年月日
      2014-12-15 – 2014-12-19
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 高分解能パルス中性子回折による地球マントル高密度含水結晶相3種の水素化学結合・無秩序配置の状態解析2014

    • 著者名/発表者名
      奥地拓生・富岡尚敬・Purevjav N・Harjo S・石垣徹・星川晃範
    • 学会等名
      日本中性子科学会年会
    • 発表場所
      北海道立道民活動センター
    • 年月日
      2014-12-11 – 2014-12-12
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Unique substitution mechanism of hydrogen in deep mantle wadsleyite demonstrated by time of flight single-crystal Laue diffraction2014

    • 著者名/発表者名
      Purevjav N・奥地拓生・富岡尚敬・C.Hoffmann・X.Wang
    • 学会等名
      日本中性子科学会年会
    • 発表場所
      北海道立道民活動センター
    • 年月日
      2014-12-11 – 2014-12-12
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 超高圧合成した微少量試料のパルス中性子粉末回折による精密構造解析法2014

    • 著者名/発表者名
      奥地拓生・プレジャブナランゴー・富岡尚敬
    • 学会等名
      第55回高圧討論会
    • 発表場所
      徳島大学
    • 年月日
      2014-11-22 – 2014-11-24
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Phase Eの粉末中性子回折(2)2014

    • 著者名/発表者名
      富岡尚敬・プレジャブナランゴー・奥地拓生
    • 学会等名
      鉱物科学会
    • 発表場所
      熊本大学
    • 年月日
      2014-09-17 – 2014-09-19
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Pulsed neutron diffraction study of dense hydrous magnesium silicate phase E2014

    • 著者名/発表者名
      Tomioka, N., T. Okuchi and N. Purevjav
    • 学会等名
      International Mineralogial Association 2014
    • 発表場所
      Gauteng, South Africa
    • 年月日
      2014-09-01 – 2014-09-05
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2022-01-31  

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