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地球惑星物質科学実習Ⅳ / Laboratory course on Earth and Planetary Materials Science IV

後期 水曜日 3講時 / 後期 水曜日 4講時. 単位数/Credit(s): 1. 担当教員/Instructor : 後藤 章夫, 石田 章純, 坂巻 竜也, 松本 恵. 学期/Semester: 後期. 開講年度/Year: 2024. 科目ナンバリング/Course code/number: SEP-EAS382J. 使用言語/Language Used in Course: 日本語.

主要授業科目/Essential Subjects

所属講座等

東北アジア研究センター
地球惑星物質科学講座
地球惑星物質科学講座
地球惑星物質科学講座

授業題目

地球惑星物質科学実習IV

Course Title

Laboratory course on Earth and Planetary Materials Science IV

授業の目的と概要

地球惑星物質科学の研究に必要な基礎的機器分析の原理と高圧実験の基礎を学ぶ.

Purpose/Abstract

This course deals with the basics of Earth and Planetary materials Science and the techniques of instrumental analyses and high pressure experiments.

学習の到達目標

各分析装置の用途・長所と短所・精度などを理解し,初歩的な使用方法を理解する.また高圧実験の方法を理解する.

Goal

Understand the use, accuracy, drawback and advantage of each analyzers, and acquire the basic ability for their operation. Understand the technique for high pressure experiments.

授業内容・方法と進度予定

グループに分け,次の4テーマをローテーションで実施する.

・ビーム分析(EPMA)
SEM/EPMAの構造及びEDS/WDS分析の原理を学び,実際の岩石試料を用いて像観察,定性•定量分析の実習を行う.応用例として,隕石試料の構成鉱物相同定,母天体で経験した熱変成,水質変成過程の推定などを行う.

・湿式化学分析・軽元素含有量分析
液体クロマトグラフィー・質量分析計を用いた水溶性有機物の分析と元素分析計を用いた軽元素化学分析(C,
N, S)を通して,湿式化学分析操作と検量線を使った定量分析について学ぶ.また,四重極型とセクター型の質量分析計を使用してその原理と目的の違いを理解する.

・熱分析
二つの熱分析装置を用いて,物質の分解や相転移に伴う熱の出入りと質量の変化を測定する.それらを文献値と比較し,物質同定や状態変化の推定ができることを学ぶ.

・高圧合成(DAC)
地球内部に関連の深い物質について高圧実験を行う.高圧発生装置にはダイヤモンドアンビルセルを用い,高圧氷や金属-半導体転移などの現象に対して光学顕微鏡,ラマン分光を用いて観察・同定を行う.

Contentsandprogressscheduleofthe class

Students are divided into groups to take the following four courses by rotation.

・EPMA
Learn the principle of FE-SEM EDS/WDS methods. As an exercise, observe meteorite samples and estimate their (hydro)thermal histories.

・Wet chemistry and light elemental analysis
This program deals with basics of wet chemistry, quantitative analysis with calibration line, and mass spectrometry. Students learn quantitative analysis of soluble organic compounds in a solution and light elements in a sediment, constructing calibration lines. In these analyses, students use a quadrupole mass spectrometer and a sector mass spectrometer and learn these differences and applications.


・Thermal analysis
Measure the heat inflow/outflow and mass change accompanying decomposition and phase change of the sample during heating, and compare the experimental results with literature data to understand the utility of thermal analysis for sample identification and detection of change of state.

・High pressure experiment
Observation of high-pressure ice and metal-semiconductor transition using diamond anvil high-pressure apparatus

成績評価方法

出席を単位修得の最低条件とし,評価はレポートで行う.与えられた全ての課題に出席しレポートを提出して合格しないと単位にならない.

Grading

Submitted reports, attendance and so on are evaluated.

教科書および参考書

資料を配布する.その他,授業中に紹介する.

Books required/referenced

References are provided.

授業時間外学習

与えられた課題に対するレポートを時間外に作成し提出する.

Preparation and review

Students will be requested to turn in reports by next week.

その他

クラスコード: 7apfqn2

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