Precise elastic wave velocity measurement under mantle transition region to lower mantle conditions

地幔过渡区到下地幔条件下的精确弹性波速度测量

• 批准号: 21H01196
• 负责人: 肥後 祐司
• 金额: $ 11.07万
• 依托单位: Japan Synchrotron Radiation Research Institute
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H01196/
• 关键词: 弾性波速度; マントル遷移層; 下部マントル; 地震波速度; 放射光; 高圧高温; マントル

本研究では下部マントルの圧力・温度条件下で、マントル構成鉱物の弾性波速度を高精度で測定するため、超音波エコーやX線回折・吸収イメージングの測定システムの開発を目指している。下部マントルの化学組成、延いては全マントルの化学組成の解明のためには、本研究で開発したシステムを使用した、マントル構成鉱物の弾性的データの蓄積が今後非常に重要となる。2021年度は弾性波エコー測定システムのための任意波形発生機の導入、試料の全周のデバイリングから偏差応力を測定するためのコーン付き超硬合金（タングステンカーバイト）製アンビルの製作、更に高回折角のX線回折を測定するために、X線透光性アンビル（立方晶系窒化ホウ素製：ｃBN）の試作を行なった。ｃBNアンビルについては、既に6-6型川井式高圧発生装置での加圧試験を実施したが、比較的低荷重下で破壊され、マントル圧力条件下での実験実施は不可能であった。現在、SiC等の他のX線透過性ハードセラミックス素材の検討やアンビル形状について検討している。高分解能のX線吸収像の取得のためには、従来よりも薄いX線蛍光板を使用する必要がある。厚さ数10μmのX線蛍光板を使ったイメージングシステムの構築のために高効率のX線蛍光板（GAGG結晶）の導入や正確な光軸調整のための各種光学コンポーネント用の自動ステージ等の整備をおこなった。こうした整備の効果については、次年度、2022年度のSPring-8の放射光実験によって詳細に検討する。

This study is aimed at the development of high precision measurement of the velocity of acoustic waves of constituent materials under pressure and temperature conditions, including ultrasonic wave, X-ray reflection and absorption. The chemical composition of the lower part of the body is very important in the future. In 2021, the introduction of arbitrary waveform generation for the measurement of the characteristic wave, the measurement of the deviation force of the whole cycle of the sample, the production of the superhard alloy, the measurement of the X-ray reflection of the high return angle, and the trial of the X-ray transmittance (cubic crystal system: cBN) were carried out. The pressure test of the 6-6 Kawai type high voltage generator was carried out under relatively low load conditions and impossible under high pressure conditions. At present, SiC and other X-ray transmission materials are examined in different shapes. High resolution X-ray absorption images are required for use. The thickness of 10μm X-ray lithography plate is used to make the structure of high-efficiency X-ray lithography plate (GAGG crystal), the introduction of accurate optical axis adjustment, and the preparation of various optical systems. Detailed review of SPring-8's performance in 2020, 2021 and 2022

项目成果

In situ X-ray diffraction study on structural changes of neutron-irradiated highly oriented pyrolytic graphite under room-temperature compression and decompression

中子辐照高取向热解石墨室温压缩和减压结构变化的原位X射线衍射研究

• DOI: 10.1016/j.diamond.2022.108828
• 发表时间: 2022
• 期刊: Diamond and Related Materials
• 影响因子: 4.1
• 作者: Nakamura Syusaku;Nakamura Wataru;Fujii Shunjiro;Honda Shin-ichi;Niibe Masahito;Terasawa Mititaka;Higo Yuji;Niwase Keisuke
• 通讯作者: Niwase Keisuke

SPring-8/BL04B1 の現状と将来計画

SPring-8/BL04B1的现状和未来计划

• 发表时间: 2021
• 作者: 山口和貴;川添貴章;井上徹;栗原那知，遠藤俊祐;肥後 祐司・丹下 慶範
• 通讯作者: 肥後 祐司・丹下 慶範

Overview of the High-Pressure Beamlines at SPring-8 and the Latest Research Results

SPring-8高压束线概述及最新研究成果

• DOI: 10.5940/jcrsj.64.33
• 发表时间: 2022
• 期刊: Nihon Kessho Gakkaishi
• 作者: HIGO Yuji;KAWAGUCHI Saori
• 通讯作者: KAWAGUCHI Saori

広域観測・微視的実験連携による沈み込み帯地震研究の新展開 SPring-8/BL04B1での変形・破壊実験の現状と将来計画

广域观测与显微实验合作俯冲带地震研究新进展 SPring-8/BL04B1变形断裂实验现状及未来计划

• 发表时间: 2022
• 期刊: 月刊地球 (地球)
• 作者: 肥後祐司 ; 大内智博 ; 西原遊 ; 辻野典秀
• 通讯作者: 辻野典秀

Back-transformation processes in high-pressure minerals: implications for planetary collisions and diamond transportation from the deep Earth

高压矿物的反转变过程：对行星碰撞和地球深处钻石运输的影响

• DOI: 10.1186/s40645-022-00480-9
• 发表时间: 2022
• 期刊: Progress in Earth and Planetary Science
• 影响因子: 3.9
• 作者: Tomoaki Kubo;Ko Kamura;Masahiro Imamura;Yoshinori Tange;Yuji Higo and Masaaki Miyahara
• 通讯作者: Yuji Higo and Masaaki Miyahara