2008 Fiscal Year Annual Research Report

高圧下における水の鉱物への固定機構とダイナミカルな挙動

Planned Research

Project Area	Earth Science Based on the High Pressure and Temperature Neutron Experiments
Project/Area Number	20103002
Research Institution	Hokkaido University
Principal Investigator	永井隆哉 Hokkaido University, 大学院・理学研究院, 准教授 (20243131)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	赤坂正秀島根大学, 総合理工学部, 教授 (20202509) 深澤裕日本原子力研究開発機構, 量子ビーム応用研究部門, 研究副主幹 (30370464) 栗林貴弘東北大学, 大学院・理学研究科, 助教 (20302086) 内海渉日本原子力研究開発機構, 量子ビーム応用研究部門, 研究主幹 (60193918) 神山崇高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 教授 (60194982)
Keywords	高温高圧 / 中性子回折 / 含水鉱物 / 結晶構造 / 水素結合 / 赤外吸収
Research Abstract	含水鉱物班として必要な高温高圧中性子装置の仕様をまとめ、他の計画研究班の必要とする仕様との詳細なすりあわせと検討を行い、総括班に協力し全体の装置仕様を固めた。それを基にJ-PARCのMLFにおけるヒアリングに臨み、BL11(decoupleモデレーター)に高温高圧線用BLを建設することが承認された。日本分光社製の顕微高圧赤外分光装置を北海道大学に導入し、含水鉱物中のOH振動の圧力変化を測定するシステムを立ち上げた。 Ca_2Al_3-pMnpSi_3O_12(OD)-紅簾石(p=05, 0.75, 1.0)およびCa_2Al_3FeSi_3O_12(OD)-緑簾石の0.3GPa, 500℃での合成を試み、Hの位置を重水素Dで置換した重水素化緑簾石族鉱物の合成に初めて成功した。また、熱水変質岩あるいは低変成岩の含水造岩鉱物であるマックファライトにおける水素結合に関する新知見を得た。バナジウム合金を購入し、中性子散乱特性の測定、強度試験を行い、低いバックグラウンドであるにも関わらず高い強度を有する中性子用セル・ホルダーの実現に見通しをつけた。高圧下その場観察実験のための予察データとして、上部マントル条件で安定とされる含水鉱物であるPhaseAならびにSuper hydrous phasse B相の常温常圧下における単結晶X線回折実験を行い、測定された回折強度データから、これら合成含水鉱物の水素位置を含めた結晶構造の解析を行った。