高エネルギーイオン線による地球内部流体分析法の開発

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14540443
• Research Institution: University of Tsukuba
• Principal Investigator: 黒澤 正紀 筑波大学, 地球科学系, 講師 (50272141)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 小松原 哲郎 筑波大学, 物理学系, 講師 (10195852) ; 中野 孝教 筑波大学, 地球科学系, 助教授 (20155782) ; 加藤 工 筑波大学, 地球科学系, 助教授 (90214379) ; 笹 公和 筑波大学, 物理学系, 講師 (20312796)
• Keywords: プロントビーム / 微量元素分析 / 流体包有物 / PIXE / X線分析

Research Abstract

本研究は、地球内部流体による元素運搬を解明するため、高エネルギーイオン線(PIXE法)による流体包有物の組成分析法を開発することを目的としている。本年度は当初の計画通り、PIXEによる包有物中の元素定量に必要なアルゴリズムの開発と、そのアルゴリズムによる定量精度の決定に、必要なアナログ流体包有物の作成を行った。
PIXEによる流体包有物の定量では,鉱物マトリックス中でのビームエネルギー減衰量,包有物全体から発生する特性X線の総量,鉱物マトリックスによるX線吸収量,の3つを正確に計算するアルゴリズムが必要である.そこで今回は、Campbell(1993)とRyan et al.(1993)の計算手法を組み合わせたアルゴリズムを開発した。この方法では、X線検出器の実質的感度因子とX線発生の形状補正因子を用いており、形状補正因子の計算では数値積分に工夫を重ねているため、充分な計算精度が期待できる。
アナログ包有物は、石英ガラスの表面に開口部を持つ直径約100ミクロンの気泡に多元素標準溶液を注入し,その上からカバーガラスを被せて密封する事で作成した。標準溶液として、Cr, Ni, Fc, Zn, Ga, Go, Sr, Mo, Ag, Cd, In, Baが10,50,100,500,1000ppmの濃度で含まれているものを準備し、その注入には、マイクロインジェクターを用いた。標準溶液の封入のため、カバーガラスをシアノアクリレート系接着剤で接着し、そのことにより真空試料室内でプロトンビームを照射しても破裂・漏出が生じないアナログ包有物が作成できた。来年度にこのアナログ流体包有物をPIXEで実際に測定し,その定量値と既知濃度(標準試料の濃度)を比較することで、アルゴリズムの定量妥当性と定量精度を決定する予定である.

Research Products

• [Publications] Kurosawa, M., et al.: "Trace element analysis of NIST SRM 614 and 616 glass reference materials by laser ablation microprobe-inductively coupled plasma-mass spectrometry (LAM-ICP-MS)"Geostand. Newslet.. 26. 75-84 (2002)
• [Publications] Sasa, K., et al.: "Hydrogen analysis of mineral samples at University of Tsukuba"Nucl. Instr. Method. B190. 287-290 (2002)
• [Publications] Sueno, S., et al.: "Occurrence and crystal chemical features of protoferro-anthophyllite and protomangano-ferro-anthophyllite from Cheyenne Canyon and Cheyenne Mountain, U.S.A. and Hirukawa-mura, Suisho-yama, and Yokone-yama, J"Jour. Mineral. Petral. Sci.. 97. 127-136 (2002)
• [Publications] Hongu, H., et al.: "High Al contents in quartz and hydrothermal alteration of the Roseki deposits in the Mitsuishi district, southwest Japan"Jour. Mineral. Petral. Sci.. 97. 168-176 (2002)
• [Publications] Komatsubara, t., et al.: "Hydrogen ahalysis by proton ERCS technique"Ann. Rep. Tandem Accelerator Center, Univ. Tsukuba. 70. 86-88 (2002)
• [Publications] Matsubara, S., et al.: "Potassicleakeite : a new amphibole from the Tanohata Mine, Iwate Prefecture, Japan"Jour. Mineral. Petral. Sci.. 97. 177-184 (2002)