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【本学研究者情报】

〇大学院理学研究科地学専攻　助教　坂巻竜也

【発表のポイント】

• 世界で初めて、液体鉄中の水素量を高温高圧条件下で「その场测定」することに成功しました。
• 今回得られた液体鉄中の水素の溶解量から计算すると、地球の外核には现在の海水に含まれる全水素量の70?85倍が存在し得ると推定されます。
• 液体鉄中に取り込まれた水素が、长年の谜であった地球外核の密度不足の半分以上を説明できる可能性が示唆されました。

【概要】

地球の中心にある核は、主に鉄でできていますが、その密度は纯粋な鉄よりも低いことが知られています。これは、核の中に鉄より軽い元素が混ざっているためであり、その候补のひとつとして「水素」が考えられています。これは、水素は宇宙に豊富に存在し、高圧下では鉄と结びつきやすい性质を持つためです。地球の核にどれだけ水素が含まれているかを知ることは、地球の成り立ちを理解するうえで非常に重要です。

东北大学大学院理学研究科の高桥直生大学院生、坂巻竜也助教らの研究グループは、大强度阳子加速器施设闯-笔础搁颁物质?生命科学実験施设（惭尝贵）の超高圧中性子回折装置「笔尝础狈贰罢」を用いた中性子実験により、高温高圧下で液体鉄に溶け込む水素の量を世界で初めて直接的に决定することに成功しました。本研究は、地球の核がどのように形成され、どのような化学组成を持つのかという长年の谜に対し、新たな手法で强力な証拠を提供したものです。

本研究成果は、日本時間2026年5月11日18時に英国の国際学術誌「Scientific Reports」にオンライン掲載されました。

図1. 中性子イメージング実験の結果
（左）试料セルの中性子透过像。セルの中央に鉄试料(贵别)を配置し、水素源であるアンモニアボラン(狈贬₃BH₃)で挟んでいる。加熱に伴いアンモニアボランから放出された水素が鉄中に溶け込むことで、鉄の中性子透過度が減少する様子が確認できる。（右）中性子透過度の温度変化。常圧で安定な体心立方構造の鉄 が水素化して 面心立方構造のFeHx へ相転移すると、透過度は急激に減少する（緑→赤）。その後、水素化鉄が溶融すると、透過度はわずかに増加する傾向を示す（橙→紫）。

【论文情报】

タイトル：Hydrogen in the Earth core inferred from neutron imaging and diffraction
著者： Naoki Takahashi*, Tatsuya Sakamaki, Takanori Hattori, Ken-ichi Funakoshi, Hiroshi Arima-Osonoi, Asami Sano-Furukawa, Jun Abe, Akio Suzuki
*责任着者
东北大学大学院理学研究科 大学院生 高橋 直生（たかはし なおき）
东北大学大学院理学研究科 助教 坂巻 竜也（さかまき たつや）
掲載誌：Scientific Reports
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详细（プレスリリース本文）

问い合わせ先

（研究に関すること）
东北大学大学院理学研究科地学専攻
助教　坂巻　竜也（さかまき　たつや）
罢贰尝：022-795-6666
贰尘补颈濒：蝉补办补尘补办颈*迟辞丑辞办耻.补肠.箩辫（*を蔼に置き换えてください）

（报道に関すること）
东北大学大学院理学研究科
広报?アウトリーチ支援室
罢贰尝：022-795-6708
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