[P-PS22] 太陽系における惑星物質の形成と進化

[PPS22-P01] レーザーポストイオン化SNMSを用いたプレソーラーSiCの同位体分析手法の開発

*諏訪 太一¹、寺田 健太郎¹、河井 洋輔¹、薮田 ひかる¹、豊田 岐聡¹、石原 盛男¹、青木 順¹ (1.大阪大学大学院理学研究科)

キーワード：SIMS, プレソーラー粒子, その場分析, 同位体比異常, 核合成, 隕石

プレソーラー粒子とは太陽系形成時の高温な環境下の同位体的均質化を免れた粒子であり、太陽系の前駆天体であるAGB星や超新星の元素合成過程を反映する同位体比異常を持つことが知られている。これまで始原的隕石中にSiC、グラファイト、ダイアモンドなどが発見され、２次イオン質量分析計（SIMS: Secondary Ion Mass Spectrometry）による主要元素の同位体比分析が行われてきたが、SIMSでスパッタされた粒子のうち大部分が中性粒子であり、２次イオン生成功率は1%以下と非常に低いため、特に微量な重元素の同位体分析は困難であった。
本研究では、大阪大学で開発中のレーザーポストイオン化2次中性粒子質量分析計（SNMS: Sputtered Neutral Mass Spectrometry）によるプレソーラーSiCのSi同位体比分析について報告する。SNMSとは、ビーム径40nm～2μmのGaイオンビームによってスパッタされた中性粒子を、10¹⁴～10¹⁵W/cm²の高強度のフェムト秒レーザーでポストイオン化することによって２次イオン生成効率を1000倍以上に向上させる次世代のイオンプローブである(中林ほか。2014年の連合大会で報告)。質量分析部には、多重周回飛行時間型質量分析計（MULTUM）を搭載し、質量分解能数万で複数の元素を同時に分析することが可能である。
SNMSによるSi同位体の予備分析の結果、N₂(=28.006 amu), CO(=27.995 amu), ²⁸SiH(=28.985 amu)などの妨害ピークから²⁸Si(=27.977 amu)や²⁹Si(=28.976 amu)のピークを分離でき、Instrumental mass fractionationは150～200‰/amuであることがわかった。またSiC研磨剤やSiプレートなどの標準試料を測定した結果、TerrestrialなSi同位体比に再現性があることがわかった。次に、マーチソン隕石の酸残渣をH₂O₂、K₂Cr₂O₇で酸化分解し有機物の大部分を除去した”KC”画分（Amari et al. 1994）中のプレソーラーSiC候補のSi同位体比を分析したところ、δ³⁰Si/²⁸Si＝100～200‰、δ²⁹Si/²⁸Si＝130～200‰の重い同位体比異常が確認できた。