第3世代放射光を用いた地球内部物性研究

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11694088
• 研究機関: 愛媛大学
• 研究代表者: 入舩 徹男 愛媛大学, 地球深部ダイナミクス研究センター, 教授 (80193704)
• 研究分担者: 鍵 裕之 東京大学, 理学部, 助教授 (70233666) ; 安東 淳一 広島大学, 理学部, 助手 (50291480) ; 井上 徹 愛媛大学, 地球深部ダイナミクス研究センター, 助教授 (00291500) ; 舟越 賢一 spring?8, 研究員 ; 内海 渉 日本原子力研究所, 副主任研究員
• キーワード: 放射光 / spring-8 / 地球内部物性 / 高温高圧 / X線その場観察 / レオロジー / 状態方程式 / 相転移

研究概要

本年度は愛媛大学を中心に、放射光X線と焼結ダイヤモンドアンビルを組み合わせた40万気圧領域でのX線その場観察実験技術の開発をおこなった。この結果このような圧力下で鉱物相転移や、非圧縮率や熱膨張率等の物性の決定が可能になった。また、新しいダイヤモンド焼結体の合成技術の開発を試み、直接変換法によるバインダー無しの焼結体の合成に成功した。今後このようにして得られた焼結体の高圧発生への応用を考えている。
一方愛媛大学での独自の超音波法を用いて、微小(〜2mm)試料に対する弾性波速度測定技術の開発をおこない、P波については十分高精度のデータが得られるようになった。また、高圧相の焼結実験技術の開発もおこない、15-20万気圧領域での鉄を含むかんらん石の高圧相焼結体の合成をおこなった。
このような高圧相焼結体を用い、ニューヨーク州立大のグループとの共同実験で弾性波速度測定を試みた。13万気圧程度までのデータが得られたが、振動子のトラブルにより必ずしも良質なデータは得られなかった。また、ビームタイムの関係から、当初予定していた放射光X線回折と弾性波速度の同時測定実験は試みることができなかった。しかしながら、このための技術的蓄積と両グループ間の協力関係は大きく前進し、今後の第3世代放射光を用いた地球内部物性研究の展開に重要な一歩を踏み出しすことができた。

研究成果

• [文献書誌] T.Irifune: "Application of synchrotron radiation and Kawai-type-apparatus to various studies in high-pressure mineral physics"Mineral Mag.. (印刷中). (2002)
• [文献書誌] O.Ohtaka, H.Fukui, T.Kunisada, T.Fujisawa, K.Funakoshi, W.Utsumi, T.Irifune, K.Kuroda, T.Kikegawa: "Phase relations and volume change of hafnia under high pressure and high temperature"J. Am. Ceram. Soc.. 84. 1369-1373 (2001)
• [文献書誌] O.Ohtaka, H.Fukui, T.Kunisada, T.Fujisawa, K.Funakoshi, W.Utsumi, T.Irifune, K.Kuroda, T.Kikegawa: "Phase relations and equutions of state of ZrO_2 under high temperature and high pressure"Phys. Rev. B. 63. 1-8 (2001)
• [文献書誌] 入舩徹男: "spring-8における高圧地球科学の新展開"地学雑誌. 110. 746-749 (2001)
• [文献書誌] Y.Higo, T.Inoue, T.Irifune, H.Yurimoto: "Effect of water on the spinel-postspinel transformation in Mg_2SiO_4"Geophys. Res. Lett.. 28. 3505-3508 (2001)
• [文献書誌] 入舩徹男他: "地球化学講座3「マントル・地殻の地球化学」"朝倉書店(印刷中). (2002)