| 研究課題/領域番号 |
26610171
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
三部 賢治 東京大学, 地震研究所, 助教 (10372426)
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| 研究期間 (年度) |
2014-04-01 – 2016-03-31
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| キーワード | ダイヤモンドアンビルセル / 内熱抵抗加熱 / レーザー加熱 / レーザー分光 / 高温高圧 / 地球内部物質 |
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| 研究実績の概要 |
地球惑星内部の構造やダイナミクス，マグマの生成や地球内部進化等を理解するため，内熱式ダイヤモンドアンビルセルを用いて高温高圧実験を行っている．内熱式ダイヤモンドアンビルセルとは，サンプルと供にダイヤの間に組み込んだ金属箔ヒーターに電圧をかけて加熱する実験法であり，レーザー加熱式よりも長時間均質にサンプルを加熱することが可能であるという特長をもち，外熱抵抗加熱式と比べるてより高温を発生することが可能であるという利点をもつ．
初年度である本年度は，主に温度測定に必要な光学システムの構築と導入を行った．加熱したサンプルからの熱放射を対物レンズや光ファイバーなどを通じて分光器へ送り込み，CCDにより受け取ったスペクトルをパソコンに取り込む．パソコンではそのスペクトルを黒体輻射として近似してフィッティングを行い，温度情報を得る．これにより内熱式で加熱されたダイヤモンドアンビルセル内のサンプルの温度を決定するシステムが出来上がった．
また，パルス光及び連続光の両方の発振が可能なレーザーを1台購入し，これも上述の温度測定のシステムと同軸で対物レンズ下にセットした物体へと照射することが可能なシステムとなっている．このレーザーのパルス光により，内熱加熱に必要な金属ヒーターなどのパーツを金属箔から自分で切断加工して作製することが可能となった．それと同時に，内熱法で抵抗加熱されたダイヤモンドアンビルセル内のサンプルに連続レーザー光を照射し，補助的にレーザー加熱と内熱を組み合わせて加熱することも可能である．これにより，内熱のみ，あるいはレーザーのみでの加熱よりも，両方の利点を併せ持つ加熱が可能となることが期待される．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
限られた予算の中で，いかに独創的な研究を行うかをいろいろ熟考しているうちに，気がついたら時が経ってしまっていた．しかしながら，内熱加熱とレーザー加熱を組み合わせるという高温高圧実験はこれまで世界でも例が無いため，多少遅れはしましたが初年度にこのシステムを組み上げ，実験を行う準備が整いつつあることは非常に有意義なことであるとわたしは考えております．
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| 今後の研究の推進方策 |
導入したレーザーにより内熱加熱に必要なパーツ類を作製し，ダイヤモンドアンビルセル内に組み込み，内熱加熱の試験を開始する．このとき，まず最初にこれまでに過去の類似の研究で行われてきたヒーターと同様のものを作製して加熱試験を行うが，その次のステップとしてはヒーターの形状を少し工夫して，サンプルをより均質に加熱できるような独自の方法を試行錯誤しながら探っていきたい．その後に実際の地球内部物質をサンプルとして高温高圧実験を行っていく．非常に楽しみである．
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| 次年度使用額が生じた理由 |
加工兼サンプル加熱用レーザーを含む温度測定システムの装置一式を購入予定であったが，システムの中核部分を成すレンズ・ミラー等の光学系を設計及び作製を担当して下さる技術者が，予測不能の体調不良により入院してしまった．幸い現在は回復中とのことであるが，納期が当初の予定より遅れることとなった．
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| 次年度使用額の使用計画 |
この報告書を入力している現在（2015年4月下旬）までにすでに装置は納入されており，この支払いに使用する．納期は最低限の遅延で済み，研究計画は続行中である．
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