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2023 年度 実績報告書

水素の高ダイナミックレンジ定量イメージング

研究課題

研究課題/領域番号 20H01990
研究機関北海道大学

研究代表者

坂本 直哉  北海道大学, 創成研究機構, 准教授 (30466429)

研究分担者 飯塚 毅  東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 准教授 (70614569)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
キーワード水素 / イメージング / 二次イオン質量分析 / 火星隕石
研究実績の概要

昨年度までに、本基盤研究で当初計画した開発事項は全て完了した。開発したシステムを炭素質隕石中の難揮発性包有物に適用し国際学会にて発表した。
本年度は、さらに水素の定量イメージング分析技術を進展させるため、新たな水素の分析手法を考案して火星隕石に適用した。二次イオン質量分析法で固体中の水素分析を行う場合、真空装置内の残留水素の試料表面への吸着がバックグランドとなる。バックグランドを下げて低濃度の水素を定量分析するには、試料に照射するイオンプローブの密度が高ければ高いどほバックグランドが下がり低濃度まで検出可能となる。そこで、イオンプローブを数ミクロンのガウシアン強度の形状にして固体表面にスポットで照射し、スパッタされて出てくる水素イオンを同位体顕微鏡の投影型イオン光学系とイオン撮像素子でイメージングすることで、最もプローブ密度の高い領域の水素信号を画像から関心領域を選んで取得するというものである。
本手法を、共同研究者のGreenwood博士らと標準ガラス試料および火星隕石に適用し、数ミクロン領域に含まれるガラス中の1.66ppmの水素の定量に成功した。その結果を2024年3月11-15日に米国ウッドランドで行われた第55回国際月惑星会議にて報告した(Ordonez et al. (2024) LPSC LV #1307)。また、本会議で火星隕石に対して行った水素イメージング分析の結果も同時に報告した(Jiang et al. (2024) LPSC LV #1310)。

現在までの達成度 (段落)

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2024 2023

すべて 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 3件、 査読あり 3件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Disequilibrium oxygen isotope distribution among aqueously altered minerals in Ryugu asteroid returned samples2024

    • 著者名/発表者名
      Kita Noriko T. et al
    • 雑誌名

      Meteoritics & Planetary Science

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1111/maps.14163

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Olivine-Hosted Melt Inclusions Track Progressive Dehydration Reactions in Subducting Slabs Across Volcanic Arcs2024

    • 著者名/発表者名
      Brahm Raimundo、Coulthard Jr Daniel、Zellmer Georg、Kuritani Takeshi、Sakamoto Naoya、Taniuchi Hajime、Yurimoto Hisayoshi、Nakagawa Mitsuhiro、Sato Eiichi
    • 雑誌名

      Journal of Petrology

      巻: 65 ページ: -

    • DOI

      10.1093/petrology/egae017

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Pervasive aqueous alteration in the early Solar System revealed by potassium isotopic variations in Ryugu samples and carbonaceous chondrites2024

    • 著者名/発表者名
      Hu Yan et al
    • 雑誌名

      Icarus

      巻: 409 ページ: 115884~115884

    • DOI

      10.1016/j.icarus.2023.115884

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Pressure dependence of metal?silicate partitioning explains the mantle phosphorus abundance2024

    • 著者名/発表者名
      Ikuta Nagi、Sakamoto Naoya、Tagawa Shoh、Hirose Kei、Tsutsumi Yutaro、Yokoo Shunpei、Yurimoto Hisayoshi
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 14 ページ: -

    • DOI

      10.1038/s41598-024-51662-y

  • [雑誌論文] Plutonic Nature of a Transcrustal Magmatic System: Evidence from Ultrahigh Resolution Sr-Disequilibria in Plagioclase Microantecrysts from the Southern Taupo Volcanic Zone, New Zealand2023

    • 著者名/発表者名
      Coulthard Jr Daniel A、Brahm Raimundo、Lormand Charline、Zellmer Georg F、Sakamoto Naoya、Iizuka Yoshiyuki、Yurimoto Hisayoshi
    • 雑誌名

      Journal of Petrology

      巻: 65 ページ: -

    • DOI

      10.1093/petrology/egad087

  • [雑誌論文] Neodymium‐142 deficits and samarium neutron stratigraphy of C‐type asteroid (162173) Ryugu2023

    • 著者名/発表者名
      Torrano Zachary A. et al
    • 雑誌名

      Meteoritics & Planetary Science

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1111/maps.14109

  • [雑誌論文] The Magnesium Isotope Composition of Samples Returned from Asteroid Ryugu2023

    • 著者名/発表者名
      Bizzarro Martin et al
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal Letters

      巻: 958 ページ: L25~L25

    • DOI

      10.3847/2041-8213/ad09d9

  • [雑誌論文] Water circulation in Ryugu asteroid affected the distribution of nucleosynthetic isotope anomalies in returned sample2023

    • 著者名/発表者名
      Yokoyama Tetsuya et al
    • 雑誌名

      Science Advances

      巻: 9 ページ: -

    • DOI

      10.1126/sciadv.adi7048

  • [雑誌論文] The Oxygen Isotopic Composition of Samples Returned from Asteroid Ryugu with Implications for the Nature of the Parent Planetesimal2023

    • 著者名/発表者名
      Tang Haolan et al
    • 雑誌名

      The Planetary Science Journal

      巻: 4 ページ: 144~144

    • DOI

      10.3847/psj/acea62

  • [学会発表] Cryogenic Isotope Microscope from Stars to Life2024

    • 著者名/発表者名
      N. Sakamoto
    • 学会等名
      17O Labeled Stable Isotope Water Imaging Symposium
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] WATER IN ALMAHATA SITTA ENSTATITE CHONDRITE PYROXENE2024

    • 著者名/発表者名
      C. G. Ordonez, Z. Jiang, J. P. Greenwood, and N. Sakamoto
    • 学会等名
      Lunar and Planetary Science Conference
    • 国際学会
  • [学会発表] WATER IN LATE-STAGE LUNAR GLASSES: FACT OR FICTION?2024

    • 著者名/発表者名
      Z. Jiang, C. G. Ordonez, J. P. Greenwood, and N. Sakamoto
    • 学会等名
      Lunar and Planetary Science Conference
    • 国際学会

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公開日: 2024-12-25  

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