銀同位体及びタングステン同位体を用いたコアマントル相互作用の検証

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3年目～最終年度には、マントル内でのWの挙動に制約をあたえるため、マントル鉱物(フォルステライト-エンスタタイト)多結晶体中のタヒグステンの拡散実験を試み、多結晶体中のW拡散のin situ分析に成功した。タングステンの拡散係数はSIMS(物質・材料研究機構設置)を用いて測定を行った。タングステンの拡散実験は、SIMSによるDepth Profile法から、拡散のin-situ分析に成功し、1300度(大気圧下)で格子拡散(～10^<-16>m^2/s)と粒界拡散(～10^<-10>m^2/s)という予察的な結果を得た。将来的には地球集積時のHf-Wの平衡やマントル内でのタングステンの移動についての議論を進める基礎的なデータとなり得る。しかし多結晶体中の不適合元素については、研究が進んでいないため、今後他の元素を含む詳細な拡散パス・拡散メカニズムなどの研究が期待される。特に最終年度には拡散実験方法の改良や、測定方法の改良を行いつつ、正確な拡散メカニズムの検証を行うための手法を吟味した。薄膜拡散法に加えて、イオン注入法や溶液法などの薄膜作成方法を実施し、比較した。イオン注入法では単元素の拡散メカニズムの解明が適しているが、地球化学に必要な多元素拡散のメカニズムの解明には、溶液法が有効と考えられる。溶液法ではSIMS測定に適した薄膜厚を作製する方法を改良し、単元素の拡散については、イオン注入法とほぼ同じ程度の精度で測定できるようになった。また、Wの拡散実験に加えて、固溶度の測定も試みた。固溶度の測定には、SIMSの標準試料が必要となる。標準試料の作製にはイオン注入法を用いた。今後固溶度の測定も進める予定である。