| 研究課題/領域番号 |
15K13567
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| 研究機関 | 長岡技術科学大学 |
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研究代表者 |
東 信彦 長岡技術科学大学, 工学研究科, 学長 (70182996)
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| 研究分担者 |
本間 智之 長岡技術科学大学, 工学研究科, 准教授 (50452082)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| キーワード | クリープ / 雪氷 / X線小角散乱 |
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| 研究実績の概要 |
気候に影響を及ぼすエアロゾル微粒子が積雪に取り込まれた後の挙動を知ることは、氷床コア解析による古気候復元や氷床モデリングで極めて重要である。これまでの研究では、氷床コアから得られたエアロゾルの情報は、氷床コアを融解または昇華した後の分析結果であり、in-situではない。本研究では、氷床コア中のin-situでのエアロゾル微粒子の大きさ、形状をX線小角散乱（SAXS）を用いてマルチスケール（nm～mm）で定量解析する先鋭的技術を開発する。
平成28年度は、平成27年度に開発した冷却機能を有する試料ホルダーを用いて人工氷中に分散させた10～20nm程の直径を有するシリカの測定を行った。シリカの濃度は0.01、0.1、1wt.%を選択し、0.01wt%まではSAXSを用いてシリカの検出を行うことができることを確認した。SAXSデータの測定には汎用の計算用ソフトにプラグイン可能なIrenaパッケージを用いた。このソフトを用いて得られたSAXSデータを解析したところ、0.01、0.1、1wt.%シリカ添加氷中のシリカの凝集体の大きさが32、60、40nmに達することがわかった。ただし、1wt.%シリカ含有氷ではSAXSの測定上限と言われる100nm以上の大きさを有するシリカの凝集体が形成されるため、見かけ上の凝集体の大きさが小さくなる。
比較のために、走査型電子顕微鏡（SEM）を用いた氷とシリカの表面の直接観察を行った。SAXSでは測定しえないマイクロメートルスケールの凝集体も生成しており、SAXSデータとの整合性が確認できた。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
クリープ変形後のシリカの挙動のSAXS測定も始めており、おおむね順調である。
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| 今後の研究の推進方策 |
今後はクリープ変形後にいくつかのひずみを選択し、各ひずみにおけるSAXS測定を行う。同時にSEMに付随する後方散乱電子回折を用いた結晶粒径、ひずみ、極点図の測定を実現し、微細なシリカを分散した人工氷のクリープ変形挙動にともなう組織変化を理解する。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
当初X線小角散乱専用の特殊ホルダー開発に多額の費用が発生することが危惧された。しかし、試行錯誤により比較的製作コストを低くすることに成功した。
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| 次年度使用額の使用計画 |
透過型電子顕微鏡が瞬停により不具合を起こし、その修理費等に充てる。
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