一万気圧内熱式ガス圧装置の開発

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11354007
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 河村 雄行 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (00126038)
• 研究分担者: 古川 登 千葉大学, 理学部, 助手 (40251194) ; 廣瀬 敬 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助教授 (50270921)
• キーワード: 高圧ガス / HIP装置 / 内熱式高圧装置 / 地球科学 / 地殻 / マグマ / 火山 / 不活性ガス

研究概要

地殻内部に相当する一万気圧までの圧力領域を実験する上で、主要な装置は内熱式のガス圧発生装置である。これまで我が国の高圧ガス装置すべてに適用されてきた厳しい高圧ガス取締法が1998年に改正され、不活性ガスを用いる我々のガス圧装置に対する規制が大幅に緩和された機会を利して一万気圧級の高圧実験に耐える装置を開発する事を我々は目指した。ただし本科研費交付内定後に予算内で実現可能な発生最高圧力を再検討した結果、本装置の最高使用圧力は850MPa(約8600気圧)に修正した。
平成13年度は昨年までに完成した高圧力容器(H[P)本体に付属する圧力自動制御ユニットを製作し、東工大に既設の5000気圧HIP装置の油圧装置と結んで、8600気圧までの加圧及び15000℃までの昇温試験を行った。外部から油圧の基づいた圧力制御を行うと、ガス圧部分にかかるシールパッキンの抵抗で200-300気圧のガス圧に相当する摩擦が働く事が明らかになった。本体内部のガス圧をさらに正確に測定し制御するため、マンガニン線圧力ゲージを圧力容器内に設置した。マンガニンゲージの抵抗変化から圧力を10気圧以内の精度で読み取ってコントロールできるシステムを東工大で開発した。以上の装置を平成14年1月完成し、東京都環境局高圧ガス課の現地調査を経て設置を正式に許可された。

研究成果

• [文献書誌] Y.Ichikawa, K.Kawamura, M.Nakano, K.Kitayama, T.Seiki, N.Theramast: "Seepage and consolidation of bentonite saturated with pure- or salt-water by the method of unified molecular dynamics and homogenization analysis. Engineering"Geology. 60. 127-138 (2001)
• [文献書誌] Taku TSUCHIYA, Katsuyuki Kawamura: "Systematics of elasticity: Ab initio study in B1-type alkaline earth oxides"J.Chemical Physics. 114(22). 10086-10093 (2001)
• [文献書誌] K.Hirose, Y.Fei, S.Ono, T.Yagi, K.Funakoshi: "In situ measurements of the phase transition boundary in Mg3A12Si3O12 : implicationts for the nature of the seismic discontinuities in the Earth's mantle"Earth and Planetary Science Letters. 184. 567-573 (2001)
• [文献書誌] S.Ono, K.Hirose, N.Nishiyama, M.Isshiki: "Phase boundary between rutile-type and CaC12-type germanium dioxide determined by in situ X-ray observations"American Mineralogist. 87. 99-102 (2002)