惑星内部での水の振る舞い

地球内部水的行为

• 批准号: 22KJ0596
• 负责人: 彦坂 晃太郎
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2023
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2023-03-08 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ0596/
• 关键词: 高圧物性; 巨大氷惑星; 超イオン相; ダイヤモンドアンビルセル; 液体不混和

ダイヤモンドアンビルセルを用いた実験における新たな加熱手法（レーザー外熱法）の開発を行った。具体的にはレーザーで直接試料を温めるのではなく、ダイヤモンドに挟まれたガスケットを温めることによって、簡便に均一な加熱実験が実施できるようになった。この手法の開発によって、従来は配線の準備や取り回しが難しかったジュール加熱による手法を使わずに、透明試料を高圧下で非常に均一に加熱することが可能となった。これによって、ガス充填装置を使った試料充填の難易度が下がり、従来高圧高温実験が行われてこなかった組成の研究が進めやすくなった。その応用として、SPring-8の高圧ガス充填装置を用いて、ダイヤモンドアンビルセルの試料室にH2とH2Oを封入し、加圧後にレーザー外熱によって加熱する実験に取り組み始めた。このようにして液体状態のH2とH2Oが2相から1相になる温度圧力条件を調べることにより、巨大氷惑星の大気とマントルの境界がどのようになっているかの理解が進む。また、固体H2Oの高温高圧下での電気伝導度を測る実験についても進めた。30 GPa付近までの実験が現在までに成功しており、H2Oの超イオン相の電気伝導度のデータについても取得が進んでいる。SPring-8のBL10XUで実験を行うことでX線回折測定も実施し、電気伝導度と結晶構造の情報を同時に得ることできている。ここから、超イオン相への相転移に伴う原子配列の変化と電気的特性の変化を対応付け、巨大氷惑星の内部構造や磁場の起源について研究を進めることが可能となる。

The ダイヤモンアンビルセルを uses the いた験における新たな heating technique (レーザーexternal heating method) の开発を行った. Specific にはレーザーでDirect sample を热めるのではなく、ダイヤモンドに挟まれたガスケットを热めることによって, Simple and uniform な Heating 実験が実丝できるようになった.このtechniqueの开発によって、従来はWiringのPreparationやGettingbackしがdifficultyしかったジュールheatingにThe よる technique makes it possible to heat a transparent sample very uniformly under high pressure and to make it possible to make a transparent sample. The これによって、ガス filling device をmakes the difficulty of filling the った sample が下がり、従Come to the high pressure and high temperature 実験が行われてこなかった composition and research が enter めやすくなった.その応用として、SPring-8のHigh-pressure filling device いて、ダイヤモンドアンビルセルのThe sample chamber is sealed with H2 and H2O, and after the pressure is added, the external heat is heated and the set is started.このようにしてLiquid state のH2とH2Oが2-phase から1-phase になるTemperature pressure condition を Adjustment べることにより、大気とマントルのrealm of the huge ice planet がどのようになっているかのUnderstanding が入む. The conductivity of solid H2O was measured under high temperature and high pressure. 30 GPa pays nearly までの実験がnow までにsuccessしており、H2Oの超イオンphaseの电気伝 ConductivityのデータについてもGet が入んでいる. SPring-8's BL10XU can perform X-ray refractory measurement, electrical conductivity and crystal structure information at the same time.ここから、Super イオンphase へのphase転shiftに companion うatomic arrangement の変化 and the characteristics of electric 気 の変化 を対応It is possible to study the origin of the internal structure and magnetic field of the giant ice planet.

项目成果

Novel non-Joule heating technique: Externally laser-heated diamond anvil cell

新型非焦耳加热技术：外部激光加热金刚石砧座

• DOI: 10.1063/5.0122111
• 发表时间: 2023
• 期刊: Review of Scientific Instruments
• 影响因子: 1.6
• 作者: Okuda Yoshiyuki;Oka Kenta;Hikosaka Koutaro;Hirose Kei
• 通讯作者: Hirose Kei