方射光X線による高圧下での含水珪酸塩マグマの構造の解明

使用定向 X 射线阐明高压下水合硅酸盐岩浆的结构

• 批准号: 15654074
• 负责人: 井上 徹
• 金额: $ 2.24万
• 依托单位: Ehime University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2005
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-15654074/
• 关键词: 放射光X線; 含水珪酸塩メルト; マグマ; 高温高圧; マグマの構造; マグマの物性; 地球内部

本年度も高エネルギー物理学研究所の大型放射光施設(PF-AR)の高輝度X線を利用して、高圧下での含水珪酸塩メルトの回折パターンを収集した。特に、昨年度から開発・改良した単結晶ダイヤモンドのスリーブとPtの蓋をカプセルとして使うことにより、含水メルトの封入を完璧に行い、効率的にX線回折パターンを収集した。このセルではX線の通過経路には圧媒体のボロンエポキシとヒーターであるグラファイト、それにダイヤモンドスリーブという比較的原子番号の小さい物質からなるものを配置しているため、非常に効率的に回折パターンの収集が可能である。このようなセルの改良により、世界で初めて含水メルトで、メルトの構造を求めるのに絶え得るX線回折パターンの収集に成功したといえる。実験は、MgO-SiO_2-H_2O系でMg/Si比を1.0,1,5,2.0と変化させたもので行った。圧力範囲は3-5 GPaである。結果は、特に干渉関数から得られる中距離構造を反映していると考えられるFSDP(first sharp diffraction peak)が系統的に組成、圧力で変化している様子が観察され、これはSiO_2ネットワークの分断の様子を反映していると考えられる。これ以外の情報についても現在解析中である。このように、メルトの構造解析に耐えうるかなり質のいいデータ収集に成功したが、その反面、かなりの確率で実験回収後ダイヤモンドにクラックが入っており、この点はまだセル等をさらに改善する必要がある。本研究の成果は2006年秋に開催されたアメリカ地球物理学会(AGU)で発表してきたとともに、現在論文執筆も進めている。上記の研究以外にもいくつかの研究に携わり、その投稿論文は研究発表欄に示している。

This year, the high-brightness X-ray utilization of large-scale radiation facility (PF-AR) of the Institute of Advanced Physics has been completed, and the reflection of aqueous silicon under high pressure has been completed. In particular, last year's development and improvement of the crystal structure, the separation of the Pt and the Pt cover, the separation of the Pt cover, the Pt cover, the Pt cover The X-rays pass through the circuit, and the atoms of the small substances are compared. This is the first time in the world that we have been able to improve the structure of the water, and we have been able to obtain the X-ray reflection of the water. In MgO-SiO_2-H_2O system, Mg/Si ratio is 1.0, 1.5, 2.0. The pressure range is 3 - 5 GPa. The results show that FSDP (first sharp diffusion peak) is reflected in the middle distance structure of the system, and the component of SiO_2 is reflected in the middle distance structure of SiO_2. This is the first time I've ever been in a relationship with someone else. The structural analysis of this kind of material is necessary to improve the quality of the material collected successfully, negatively and accurately. The results of this study were published in the autumn of 2006 by the Geophysical Union (AGU). In addition to the above mentioned research, the submission of papers is indicated in the research submission column.

项目成果

T.Irifune, A.Kurio, S.Sakamoto, T.Inoue, H.Sumiya: "Ultrahard polycrystalline diamond from graphite"Nature. 421. 599-600 (2003)

T.Irifune、A.Kurio、S.Sakamoto、T.Inoue、H.Sumiya：“来自石墨的超硬多晶金刚石”自然。

Precise determination of phase relations in pyrolite across the 660 km seismic discontinuity by in situ X-ray diffraction and quench experiments

• DOI: 10.1016/j.pepi.2003.08.010
• 发表时间: 2004-06-15
• 期刊: PHYSICS OF THE EARTH AND PLANETARY INTERIORS
• 影响因子: 2.3
• 作者: Nishiyama, N;Irifune, T;Funakoshi, K
• 通讯作者: Funakoshi, K

T.Irifune, A.Kuri-, S.Sakamoto, T.Inoue, H.Sumiya, K.Funakoshi: "Formation of pure polycrystalline diamond by direct conversion of graphite at high pressure and high temperature"Physics of Earth and Planetary Interiors. in press.

T.Irifune、A.Kuri-、S.Sakamoto、T.Inoue、H.Sumiya、K.Funakoshi：“通过在高压和高温下直接转化石墨来形成纯多晶金刚石”地球和行星内部物理学。

H.Sumiya, T.Irifune, A.Kurio, S.Sakamoto, T.Inoue: "Microstructure features of polycrystalline diamond synthesized directly from graphite under static high pressure"Journal of Materials Science. 39. 445-450 (2004)

H.Sumiya、T.Irifune、A.Kurio、S.Sakamoto、T.Inoue：“静态高压下由石墨直接合成的多晶金刚石的微观结构特征”材料科学杂志。

地球内部の水とその分配

水及其在地球内部的分布

• 发表时间: 2004
• 期刊: 高圧力の科学と技術 14
• 作者: Kimura;Y.;Shibasaki;S.;Morisato;K.;Ishizuka;N.;Minakuchi;H.;Nakanishi;K.;Matsuo;M.;Amachi;T.;Ueda;M. and Ueda;K.;井上 徹
• 通讯作者: 井上 徹