R3：高圧科学・地球深部

[R3-09] Siの固溶がhcp鉄の水素化による体積膨張へ与える効果の探索

「発表賞エントリー」

*森 悠一郎¹、鍵 裕之¹、青木 勝敏¹、柿澤 翔²、佐野 亜沙美³、舟越 賢一⁴ (1. 東大・院理、2. JASRI、3. 日本原子力研究開発機構 J-PARC、4. CROSS)

キーワード：高温高圧実験、マルチアンビルプレス、軽元素、水素化

地球核は主に鉄からなる合金であるが、地震波から推定される地球核の密度は、純鉄から予測される値と比較して小さい。この密度欠損は、軽元素が核へ固溶しているためだとされている。これまで、軽元素に関する様々な研究がされてきたが、その中でも水素は有力な軽元素の候補として知られている。水素は高温高圧環境で鉄に多く溶け込み、親鉄性を示す。また、鉄に固溶して単位胞を膨張させ、その密度を大幅に低下させる。鉄水素化物は高圧環境下のみ安定で、常圧に回収することができない。そのため、鉄水素化物の情報を直接的に知るためには、高温高圧環境でのその場観察が必須である。中性子回折は水素の占有サイト・占有率を得る有力な手法であり、大型プレスを用いた高温高圧実験と組み合わせることで鉄水素化物の水素固溶サイト・占有率が決定されてきた。これまでの、鉄水素化物の高温高圧中性子回折はほとんどが鉄ー水素二成分系に限られている。そこで、本研究では、核の軽元素の候補であるSiを固溶させた系で鉄シリコン合金水素化物の水素固溶サイト・占有率が決定した。また、先行研究の純鉄の水素化実験結果と比較してSiが鉄の水素化に与える影響を見積もる。