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二次イオン質量分析法とイオン注入法を融合した軽元素定量分析及び同位体比分析

公募研究

研究領域核-マントルの相互作用と共進化~統合的地球深部科学の創成~
研究課題/領域番号 18H04367
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
研究機関京都大学

研究代表者

伊藤 正一  京都大学, 理学研究科, 准教授 (60397023)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
10,400千円 (直接経費: 8,000千円、間接経費: 2,400千円)
2019年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2018年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
キーワード水素定量分析 / 水素同位体 / 自己拡散係数 / SIMS / 高温高圧 / 同位体イメージング / 水素 / 炭素 / 二次イオン質量分析法 / 定量分析 / 同位体分析 / 軽元素
研究実績の概要

マントルの状態や対流に大きな影響を与える「水」を含む揮発性物質の循環を明らかにすることは固体地球のダイナミクスと進化の理解に不可欠である.しかし、揮発性であるが故に分析困難であった固体試料中の定量分析や同位体比分析は,未踏の分析領域であった.本研究では,高温高圧実験生成物や天然マントル試料のあらゆる鉱物及びガラスに対応した二次イオン質量分析計による水素定量分析及び同位体分析法を融合し、構造物性班、同位体班、元素分配班,技術開発班の実験試料、天然試料の微量水素定量分析を行い、軽元素地球深部物質循環の解明に新展開をもたらす事を目指した.
連携研究者の佐野博士とは,水素同位体比及び水素同位体マッピングにより,高圧実験条件(温度,圧力,時間)の評価に成功し,オリビンーワズレアイトの水素同位体分別の評価を行った。高温高圧実験条件を水素の二次元分布を用いることで保持時間などを評価することに成功し、オリビンとワズレアイトの間で水素同位体分別係数を求め、国際会議にて発表した。現在、投稿論文作成中である。
技術開発班桑原博士とは,金属鉄-ケイ酸塩液相間の炭素分配係数を制約するため,標準試料の測定法開発に成功し、合成試料のケイ酸塩ガラスの微量な炭素濃度を測定することに成功し、投稿論文として成果を報告した。
構造物性班太田博士とは、DACによる地球コア圧力条件における鉄の拡散係数を推定するために、約20ミクロンの微小な試料の同位体分析法及び深さ方向分析の開発を行い、予備実験結果として、温度圧力条件、保持時間の最適化に成功し、予察実験結果として複数の鉄の自己拡散係数の取得に成功し、国際会議で発表した。

現在までの達成度 (段落)

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 3件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] Wesleyan University/Hawaii University/NASA JSC(米国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] The Natural History Museum(英国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] Weslayen University(米国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] The Effects of Carbon Concentration and Silicate Composition on the Metal‐Silicate Partitioning of Carbon in a Shallow Magma Ocean2019

    • 著者名/発表者名
      Kuwahara H.、Itoh S.、Nakada R.、Irifune T.
    • 雑誌名

      Geophysical Research Letters

      巻: 46 号: 16 ページ: 9422-9429

    • DOI

      10.1029/2019gl084254

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Quantitative analysis of hydrogen in silicate glass using Cameca ims-4fE7 SIMS2019

    • 著者名/発表者名
      Itoh S. and Suzumura A.
    • 学会等名
      SIMS-22
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Quantitative analysis from stigmatic isotope imaging of SIMS2019

    • 著者名/発表者名
      伊藤正一
    • 学会等名
      Misasa 2019&CMC 国際シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 二次イオン質量分析法を用いた定量同位体イメージング手法開発に向けて2018

    • 著者名/発表者名
      伊藤正一、須郷敬
    • 学会等名
      日本惑星科学連合2018年大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [備考] 宇宙地球化学分科

    • URL

      http://www.kueps.kyoto-u.ac.jp/~web-geochem/facility.html

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2021-01-27  

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