| 研究課題/領域番号 |
19K14815
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| 研究機関 | 国立研究開発法人物質・材料研究機構 |
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研究代表者 |
門林 宏和 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 機能性材料研究拠点, JSPS特別研究員 (10836414)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| キーワード | 高温高圧実験 / ダイヤモンドアンビルセル / 天王星 / 海王星 / ダイヤモンド / メタン / 分子解離 |
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| 研究実績の概要 |
天王星や海王星などの巨大氷惑星の氷マントルは，主に水・メタン・アンモニアから構成されており，従来の実験的研究ではこれら氷マントル物質の高温高圧挙動を調べることにより，氷惑星の内部構造が検討されてきた。しかし，これまでの実験的研究は単一成分を扱うものであり，現実的な氷惑星のマントル条件を再現した多成分系での実験は行われていない。それゆえ現実的な氷マントル内部での水・メタン・アンモニアの挙動については解決すべき多くの謎が残されている。そこで本研究では，氷惑星マントル組成物質の高温高圧実験を行うことにより，この物質系の挙動を明らかにする。特に，メタンやアンモニアの融解や分子解離挙動に着目し，これに派生して生じるダイヤモンドや新規物質の生成とその条件を解明することを目的としている。
2020年度は，氷惑星内部条件下におけるC-N-O-H系物質の挙動をダイヤモンドアンビルセルと各種加熱法（外熱・レーザー）を組み合わせた高温高圧実験により調べることに注力した。その結果，C-N-O-H系におけるダイヤモンドの生成が，従来のC-H系での研究で報告されている温度圧力条件よりもマイルド（低温・低圧）な条件で起こることが明らかとなった。
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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
CO2レーザー加熱式ダイヤモンドアンビルセルを用いた超高温高圧実験により，C-N-O-H系におけるダイヤモンドの生成条件を明らかにした。また，安定した高温高圧実験を実現するため，抵抗加熱式および外熱式ダイヤモンドアンビルセルの改良も進めており，次年度には，これらの実験システムを用いた研究の進展も期待できる。
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| 今後の研究の推進方策 |
本年度から引き続き抵抗加熱式および外熱式ダイヤモンドアンビルセルの改良を進める。そして，これらの実験システムを用いた高温高圧実験により，メタンやアンモニアの融解や分子解離挙動，及びこれに派生して生じるダイヤモンドや新規物質の生成とその条件を明らかにする。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
所属機関外での実施を予定していた実験，及び打ち合わせ等が延期となり，実験に必要となる物品費や研究打ち合わせに必要となる旅費が当初の計画から変更となったため。
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