マルチメガバール領域における鉄-軽元素系の超高圧高温実験と地球核への応用

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地球中心核の構造および物性を物質科学的に明らかにするため,200万気圧以上のマルチメガバール領域における超高圧実験を実施した.これまでに行われた実験結果は以下のようにまとめることができる.1.マルチメガバール領域における超高圧力発生技術の確立:マルチメガバール領域での超高圧力実験を定常的に実施するため,超高圧力発生装置ダイヤモンドアンビルセル(DAC)および放射光実験技術の開発・改良を行った結果,地球中心部に相当する365万気圧までの圧力発生に成功した.この技術開発により,定常的に200-300万気圧領域の圧力発生が可能になった.2.地球中心核の圧力領城における鉄およびニッケルの圧縮挙動:地球中心核の主要構成物質である鉄およびニッケルに関して,確立した超高圧力発生技術を用い,地球中心部に相当する圧力条件(365万気圧)まで,放射光その場X線回折実験を行った.これまで静的圧縮実験技術を用いて,地球内核条件下(330-365万気圧)において,地球中心核を構成する物質の密度や物性を実験的手法により直接測定した例がなく,極めて重要な実験データを取得できた.3.マルチメガバール領城におけるメスバウワー分光法の開発:放射光を用いたメスバウアー分光法を開発し,従来不可能であったマルチメガバール領域での分光測定が可能になった.この開発した技術を用いて,世界で初めて250万気圧を超える圧力条件下での金属鉄のメスバウワー分光測定を行い,極端条件下での金属鉄の電子状態を調べることに成功した.