Temperature control system for laser heating; Application for minute asteroidal materials

大澤 崇人; 小林 幹彦*; 今野 武志*; 江頭 満*; 岡崎 隆司*; 三浦 弥生*; 長尾 敬介*

Measurement, 50, p.229 - 235, 2014/04

https://doi.org/10.1016/j.measurement.2013.12.044

微小なイトカワ試料を段階加熱するために、極小のW-Re熱電対を用いたレーザー加熱温度制御システムを開発した。線径25mの3% Re-Wと26% Re-Wを使用した熱電対を製作し、独自の温度検定プログラムを用いて温度校正を行ない起電力を測定した。レーザー温度制御ではLabVIEW 2011にて制御プログラムを開発した。試料が極めて小さく熱電対も極小であることから通常のPID制御は採用しなかった。試料ホルダーは石英で製作して絶縁性を確保した。平均加熱温度は設定温度より少し低く、標準偏差と最大オーバーシュートはそれぞれ2.5%, 6.0%未満であった。本システムは微小地球外物質の加熱実験に十分な性能を達成した。

Irradiation history of Itokawa regolith material deduced from noble gases in the Hayabusa samples

長尾 敬介*; 岡崎 隆司*; 中村 智樹*; 三浦 弥生*; 大澤 崇人; 馬上 謙一*; 松田 伸太郎*; 海老原 充*; Ireland, T.*; 北島 富美雄*; et al.

Science, 333(6046), p.1128 - 1131, 2011/08

https://doi.org/10.1126/science.1207785

はやぶさが回収した小惑星イトカワの岩石粒子中の希ガス同位体組成を測定した結果、月試料に匹敵する高い濃度の太陽風起源He, Ne, Arを確認した。これらの希ガス組成は繰り返されたインプランテーションと、イトカワ上のレゴリス粒子同士の摩擦によってHeに富んだリムの除去による選択的Heの損失によって説明可能である。イトカワ上のレゴリスの照射時間はわずか1000万年未満であり、小さな小惑星上の物質が容易に宇宙空間に散逸してしまうことを反映している。

Iridium concentration and noble gas composition of Cretaceous-Tertiary boundary clay from Stevns Klint, Denmark

大澤 崇人; 初川 雄一; 長尾 敬介*; 小泉 光生; 大島 真澄; 藤 暢輔; 木村 敦; 古高 和禎

Geochemical Journal, 43(6), p.415 - 422, 2009/00

https://doi.org/10.2343/geochemj.1.0038

デンマーク・スティーブンスクリントのK-T境界地層中のイリジウム濃度と希ガス組成を分析した。8試料中5試料に対して高いイリジウム濃度が確認された。希ガス分析を4試料に対して行ったところ、地球外起源のアルゴン,クリプトン,キセノンは確認されなかった。一方ほぼすべてのHeは地球外起源であった。ネオンに関しては1試料にのみ太陽型のネオンが確認され、宇宙塵の存在を示していた。しかし宇宙塵が隕石衝突そのものとどのような関係性があるのかはよくわからなかった。

ストロンチウム同位体比及び希ガスを用いた地球化学的研究手法の確立

長尾 敬介*

JNC TY7400 2004-001, 74 Pages, 2004/05

JNC-TY7400-2004-001.pdf:3.07MB

地下水中に含まれる極微量の希ガス及びSrの同位体比を正確に測定することにより、地下水の流動状態や起源の解析が可能である。この地球化学的手法の適用可能性評価とマニュアル化を目的として、岐阜県東濃地域と北海道幌延地域のボーリング孔から地下水を採取し、希ガス同位体とSr同位体比を測定した。また、地下水中の希ガスおよびSrの端成分を調べるため、東濃地域のボーリングコア中の希ガスやSrを測定した。希ガス同位体分析については、改良した採取方法やガス抽出装置を用いて試料を分析し、精度の向上を図った。その結果、東濃地域の地下水では、4He/20Ne比が増加すると3He/4He比が減少し、岩石中のHe、Neと大気起源He、Neとの混合でよく説明できた。これは、岩石中の放射性同位体(UやThなど)の壊変により生成した4Heの地下水へ溶解を示すものと考えられる。一方、東濃地域の調査領域南部の高砂温泉やDH-15号孔及び北海道幌延地域の水試料では、この傾向とは異なり、深部に由来するマントル起源Heが寄与している可能性があることが分かった。Sr同位体比については、東濃地域の花崗岩では、0.70990.7201と広範囲の値を示し、ばらつきが大きいことがわかった。一方、地下水中の87Sr/86Sr同位体比は0.71040.7123と岩石に比べ狭い範囲の値を示し、地下水中の87Sr/86Sr同位体比と花崗岩中の87Sr/86Sr同位体比の平均値の差は、深度が増すにつれて値が小さくなる。この結果は、地下水と岩石の反応の進行にともない、地下水中の87Sr/86Sr同位体比が、岩石中のそれに近づいていく過程であると解釈できる。このことから、87Sr/86Sr同位体比を、地下水と岩石あわせて分析することにより、ある領域内の地下水流動状態を推定できる可能性がある。また、地下水の87Sr/86Sr同位体比は、割れ目充填鉱物である方解石の値とほぼ一致した。加えて、室内での岩石-水反応試験から、岩石-水間のSr同位体交換反応は速く、特に方解石との反応が速いことが分かった。本研究の結果から、希ガス同位体及びSr同位体は地下水流動解析に有効な元素であるが、天然系への適用の際には、方解石などの有無の把握や他の地球化学的手法を組み入れることにより、より詳細な議論が可能と思われる。