秒速10km超での固体衝突実験と惑星大気形成過程への応用

2010 年度 自己評価報告書

• 研究課題/領域番号: 20340128
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 気象・海洋物理・陸水学
• 研究機関: 産業医科大学 (2011); 大阪大学 (2008-2010)
• 研究代表者: 門野 敏彦 大阪大学, レーザーエネルギー学研究センター, 准教授 (60359198)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2011
• キーワード: 隕石衝突 / 秒速10km超 / 高出力レーザー / 弾丸加速

研究概要

原始惑星表面においては,岩石も蒸発すると言われている高速度(秒速10km超)での隕石衝突が起こっていたが,既存の飛翔体加速装置ではこのような速度に弾丸を加速することは難しかった.つまり,これまで原始惑星における衝突・蒸発過程を室内実験により研究することは出来ない状況にあった.このような状況のもとで,本研究では大阪大学レーザーエネルギー学研究センターの激光XII号レーザーを用いて効率よく球状飛翔体を秒速10km以上に加速する技術を開発して室内で衝突実験を行い,原始地球などで衝突が大気形成にどのような役割を果たしたのかを理解することを目的としている.具体的目標としては
(1)高出力レーザーを使って弾丸飛翔体を秒速10-30kmへ加速する技術の確立
(2)秒速10kmを越える超高速度衝突による岩石の衝突実験:クレーターのサイズ,発生蒸気・溶融物の質量,蒸気の膨張速度,温度,2途中・最終生成物の化学組成
(3)衝撃波の減衰を測定:蒸気,液体の質量,破壊される領域の大きさの算出
(4)実験結果を惑星大気形成過程に適用

研究成果

• [雑誌論文] In-situ Spectroscopic Observation of Silicate Vaporization due to>10km/s Impacts Using Laser Driven Projectiles. (2010)
  • 著者名/発表者名: K.Kurosawa, S.Sugita, T.Kadono, 他15名
  • 雑誌名: Geophys.Res.Lett. 37 ページ: L23203, doi:10.1029/2010GL045330
  • 査読あり
• [雑誌論文] Impact Experiments with a New Technique for Acceleration of Projectiles to Velocities Higher Than Earth's Escape Velocity 11.2km/s. (2010)
  • 著者名/発表者名: T.Kadono, 他20名
  • 雑誌名: J.Geophys.Res. 115 ページ: E04003, doi:10.1029/2009JE003385
  • 査読あり
• [雑誌論文] Impact Experiments with Projectiles at Velocities Higher than 10km/s. (2009)
  • 著者名/発表者名: T.Kadono, 他19名
  • 雑誌名: In the Proc 16th APS Topical Conference on Shock Compression of Condensed Matter, AIP Conference Proceedings 1195 ページ: 875-877
  • 査読あり
• [雑誌論文] 高出力レーザーを使った弾丸飛翔体加速および衝突実験:秒速10kmを越える衝突 (2009)
  • 著者名/発表者名: 門野敏彦, 他21名
  • 雑誌名: 遊星人(日本惑星科学会誌) 18巻1号 ページ: 4-9
  • 査読あり
• [学会発表] Flyer acceleration using high-power laser and impact experiments at velocities 10-60km/s (2010)
  • 著者名/発表者名: T.Kadono, 他9名
  • 学会等名: European Planetary Science Conference 2010
  • 発表場所: Roma, Italy
  • 年月日: 2010-09-23
• [学会発表] Flyer Acceleration Using a High-Power Laser to Velocities Higher Than 10km/s (2010)
  • 著者名/発表者名: T.Kadono, 他12名
  • 学会等名: Western Pacific Geophysical Meeting 2010
  • 発表場所: Taipei, Taiwan(招待講演)
  • 年月日: 2010-06-22
• [学会発表] 秒速10kmを越える速度での衝突実験:金属ターゲット上のクレーターと放出破片 (2009)
  • 著者名/発表者名: T.Kadono, 他20名
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2009年大会
  • 発表場所: 幕張メッセ国際会議場
  • 年月日: 2009-05-18
• [学会発表] Projectile acceleration to a velocity over the Earth's escape velocity and application in planetary science (2008)
  • 著者名/発表者名: T.Kadono, 他14名
  • 学会等名: HEDLA-08 (The 7th International Conference on High Energy Density Laboratory Astrophysics)
  • 発表場所: St.Louis, MO, USA
  • 年月日: 20080411-20080415
• [学会発表] 高出力レーザーによる弾丸飛翔体加速:秒速10km以上での衝突によるLiFの蒸発 (2008)
  • 著者名/発表者名: 門野, 他17名
  • 学会等名: 日本惑星科学会2008年秋季講演会
  • 発表場所: 九州大学箱崎キャンパス
  • 年月日: 2008-11-01