岡山大学地球内部研究センター
Pheasant Memorial Labolatory (PML)

• シンボルは雉
  • 実験室構築中に雉がガラス窓に衝突, 死亡
  • それを雉鍋にした
• 目標は宇宙の開百から惑星形成までの進化を物質の化学分析を用いて解き明かす.

M. Goldschmidt. 地球化学の祖.

研究例: 同位体分析

• ホウ素, リチウムの解析

研究例: 同位体分析

地球内部模式図と構成元素

• マントル: 親石元素, 核: 親鉄元素, 親銅元素 をそれぞれ含む
• 地球の進化を知るには構成物質の年代測定が不可欠

PML の意義

• 少量の試料からできるだけ多くの情報を得たい
• 手に入る全ての物質/同位体を分析する
• ISAS, NASDA, NASA などの宇宙探査, 惑星探査からの試料を利用
  • サンプルリターンを行う探査では, 少量の資料しか得られない

PML で行う分析過程の模式図

• 試料を収集 (隕石, 露頭, 高圧実験試料, サンプルリターン探査)
• コンタミの起こらないクリーンルームで試料を分析
• いろんな元素を同時に計る. 試料は g オーダ.
• これまではある種の元素だけを測定し, あとはゴミとして捨てた
• 分析は比較によるので標準試料が必要. これも試料も合成する

クリーンルーム内の空気循環の模式図

• (左) CALTEC 型: 空気を循環させず排気するタイプ
• (右) Misasa 型: 空気を循環. エアコンの余剰風を利用, 作業者の前面にフィルターを通過させた風を送る

実験室(クリーンルーム)の構造(400 m²)

• 総工費 1 億
• 同規模の NASDA 実験室 は総工費 60 億

• これだけの分析機器が一つの建物に存在するのは世界でただ一つ
• 少量の試料でさまざまな情報を引き出せる.

分析可能な元素一覧(黄色). 10^-15g まで計測可能.

分析可能な同位体元素

分析可能な試料の質量と精度

• ng 単位で分析できる(世界記録)

試料の組織分析

• 元素分配の様子, 年代, 順序を調べる
• 拡大率の異なる顕微鏡では, 同一の組織を計測することが困難
  • CCD, EDX-SEM(BSE image, mapping), SIMS(ION image)

Linked Multi-image System (L-MIS)

• 異なる顕微鏡の像をコンピュータ上で結合させる
• マウスでクリックして試量
• 位置精度 5 ミクロン
• 座標情報は試料に傷をつけて書き込む

統合画面の例

試料の "3 枚おろし"

• 少量の試料をから 50 マイクロの厚さの薄片を 3 枚作成
• シリコンウェハーを裁断するカッターを利用
• カッター本体はプラスチック, 刃先はダイヤモンドの粒子
• 1 枚 6000 円, 1 枚あたり 10 万回裁断可能