Behavior of light elements in iron-silicate-water-sulfur system during early Earth's evolution

飯塚 理子*; 後藤 弘匡*; 市東 力*; 福山 鴻*; 森 悠一郎*; 服部 高典; 佐野 亜沙美; 舟越 賢一*; 鍵 裕之*

Scientific Reports (Internet), 11(1), p.12632_1 - 12632_10, 2021/06

https://doi.org/10.1038/s41598-021-91801-3

FeNi合金からなる地球核は、H, C, O, Si, Sなどの軽元素を含んでいると考えられている。その中でHは、宇宙に最も存在する元素であり、最も有望な候補である。これまでの我々の中性子回折実験から、鉄-水系において、水素が他の元素より優先的に鉄に取り込まれることが分かっている。今回、初期地球の組成で水を含んだ鉄-ケイ酸塩系において、Sが及ぼす影響を調べた。その結果、一連の鉄の相転移、含水ケイ酸塩の脱水酸基およびカンラン石・輝石の形成を観察した。またFeの共存相としてFeSが現れた。Hがいる条件でもFeSの格子体積が一定であることから、FeSに水素は入らず、FeSはむしろFeの水素化を阻害することがわかった。高温高圧下から回収された試料を観察すると、FeにはHとSが入っており、HおよびSはFe(H)-FeS系の融点を下げる効果があることが分かった。一方回収試料には、C, O, Siなどの他の軽元素は含まれていないため、地球核形成時には、まずFeHおよびFeSができ、その後さらに高温高圧下でFeHxやFeSが融解した後でないと、それらは核に取り込まれないことが分かった。

Study of marfe phenomena on JT-60

西谷 健夫; 石田 真一

JAERI-M 89-209, 30 Pages, 1989/12

JAERI-M-89-209.pdf:0.98MB

marfeはトーラス内側のプラズマ表面近傍の帯状の領域に局在して、放射損失が強まる現象であり、不純物の放射冷却に起因する熱的不安定性である。この現象は中、大型トカマク装置では、ほぼ共通に発生する現象であるがNBI加熱プラズマにおける詳しい報告は、ほとんどなかった。JT-60では、第一壁をTiC被覆モリブデン壁から炭素タイルに変換後、NBI加熱中に頻繁にmarfeが発生するようになった。marfe発生には閾電子密度が存在し、またそれは、NBI加熱パワーに伴って大きくなることがわかった。また、marfeはコアプラズマの閉じ込めに影響を与えないことがわかった。

On the origin of gaseous impurities measured by mass spectroscopy in the JFT-2 tokamak

平山 俊雄; 藤沢 登; 五明 由夫*; 前野 勝樹; 上原 和也; 嶋田 道也; 鈴木 紀男; 山本 巧; 木島 滋

Journal of Nuclear Materials, 76-77, p.452 - 458, 1978/00

https://doi.org/10.1016/0022-3115(78)90186-1

プラズマ中の軽元素不純物(酸素、炭素)と、放電時に発生するガス不純物との関連を調べた。得られた結果は次の通りである。1)HOは壁より発生し、酸素の補給源となっている。2)CH及びCOはイオン衝撃脱離によってリミタから発生する。3)CH及びCOはプラズマ中の炭素の補給源になっていない。4)放電後のメタンの発生は、リミタに打ち込まれた原子状水素とリミタ角に吸着している炭化層との化学的反応に依るものである。

核反応を用いた金属中軽元素のイオンビーム解析

小沢 国夫; 山口 貞衛*

日本原子力学会誌, 19(9), p.570 - 579, 1977/09

https://doi.org/10.3327/jaesj.19.570

原子炉材料における水素、ヘリウムなど軽元素の導入は、金属の耐久性、安全性の上で重要な問題である。本解説では、金属中のH,Heを中心に軽元素ガスの原子濃度分布及び格子内位置をイオンビームによる核反応と後方散乱法の併用によって決定する方法を概説し、原研で得られた研究例の成果を紹介する。