惑星内部での水の振る舞い

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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。