木星型惑星始源物資の高温高圧下における物質の研究

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本年度は、メタンの高圧下の融解曲線と相転移を明らかにすることを目的として、そのために必要な実験装置の整備と技術開発を行なった。まず研究実施計画書にあるように、抵抗線加熱によりダイヤモンドアンビル中の試料を加熱することを試みたが、高圧ガス試料充填装置を用いる場合には、加熱用ヒーターを最初から組み込むことは困難なことが判明し、新たに熱風を試料室に吹き付けて加熱する方式を開発した。次に、温度測定に熱電対を使う予定であったが、これも試料室外部では温度勾配がきつくて正確な測温は困難なことが判明し、試料室中に入れて圧力測定に用いられている。ルビーの蛍光線の半値幅を用いて温度を決める方式を確立した。一連のデーター処理のためには、分光器で測定したスペクトルのデーターをすばやくコンピューターに転送してカーブフィティングなどの処理をするシステムが不可欠となり、予定通りデーター処理用のインターフェースおよびその周辺機器を購入した。しかし急速なエレクトロニクスの進歩により、予定よりずっと安く必要な機器を揃えることができたので、設備備品費の一部は、本研究で使用するガス充填装置の整備と性能の向上に回した。昨年度の研究も含めた、これら一連の技術開発により、メタンガスをダイヤモンドアンビルの試料室に封入し、それを10GPaまで加圧し、途中の液相-固相転移、および個相-個相転移を観察することが可能になった。今後この融解曲線と2つの個相の境界線を精密に決定し、従来の低温の測定結果と比較して、メタンを主成分とする惑星の形成の条件に付いて議論する予定である。