木星型惑星始源物資の高温高圧下における物質の研究

木星型行星材料高温高压材料研究

• 批准号: 63611504
• 负责人: 八木 健彦
• 金额: $ 1.86万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1987
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1987 至 1988
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-63611504/
• 关键词: 高温高圧実験; ダイヤモンドアンビル装置; ルビー蛍光法; メタン; 相平衡図; 惑星の起源

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。

今年，我们一直在研究实现这一目标所需的实验设备的维护和技术开发，目的是阐明在高压下甲烷的熔融曲线和相变。首先，如研究计划中所述，我们试图通过阻力加热在钻石砧上加热样品，但是当使用高压气体样品填充装置时，发现从一开始就很难将加热加热器掺入，因此我们开发了一种新方法，其中热空气被吹入样品室内并加热。接下来，计划将热电偶用于温度测量，但还发现温度梯度在样品室外面很紧，因此难以准确测量温度，因此将其放置在样品室内并用于压力测量。建立了一种方法，其中使用红宝石的荧光束的半宽度确定温度。对于一系列数据处理，该系统迅速将光谱仪测量的光谱数据转移到计算机以进行处理（例如曲线拟合）变得至关重要，并且按照计划，购买了用于数据处理及其外围设备的接口。但是，电子产品的快速进步使我们能够以比计划的价格便宜得多的价格储存必要的设备，因此一些设备成本用于改善本研究中使用的气体填充设备的维护和性能。通过这一系列的技术发展，包括去年的研究，将甲烷气体封闭在钻石砧的样品室中，并加压到10GPA，从而使其可以在此过程中观察到液相 - 固体固相的转变和个体相循环 - 相位或相位的变化。将来，将精确确定这条熔融曲线和两个阶段之间的边界线，并且与常规的低温测量结果相比，将讨论用甲烷形成甲烷作为主要成分的条件。