高温高圧下中性子回折実験の圧力上限の向上と地球核の水素収容量と化学組成への制約

2023 年度 審査結果の所見

• 研究課題/領域番号: 23H00140
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 中区分17:地球惑星科学およびその関連分野
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 鍵 裕之 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (70233666)
• 研究分担者: 小松 一生 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 准教授 (50541942) ; 柿澤 翔 公益財団法人高輝度光科学研究センター, 回折・散乱推進室, テニュアトラック研究員 (10846819) ; 佐野 亜沙美 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 J－PARCセンター, 研究主幹 (30547104) ; 飯塚 理子 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 客員共同研究員 (80632413)
• 研究期間 (年度): 2023-04-01 – 2027-03-31

研究の概要

本研究では、高温高圧下中性子回折実験の圧力上限を飛躍的に向上させ、地球核に含まれる軽元素組成を解明する。地球核は純鉄よりも有意に低い密度をもつため、軽元素が取り込まれていると考えられ、水素はその有力候補である。圧力上限を約30 GPaまで上げ、水素が取り込まれることによる鉄の体積膨張率を測定する。

学術的意義、期待される成果

地球の金属核中の水素量は地球の大構造を理解する上で重要な問題であり、固体地球科学の多くの面に大きな波及効果をもたらすことが期待される。J-PARC中性子回折ラインを用い、高温高圧実験の限界を向上させる。水素（陽子）の濃度をその場計測するという現実的かつ新しい手法を実績に基づいて提案している点が高く評価できる。ハイリターンが期待される計画である。