LPS NewsLetter 1997
Laboratory for Planetary Science NewsLetter Special Issue
1. はじめに
本年報は惑星科学実験施設(Labolatory for Planetary Sciences, LPS)の'96年度1年間のアクティビティーと経理および次年度の計画などを実験室ユーザーを始め学内外の皆様に報告するものです。
本年度の最大の進歩は、ICP-MSラボが順調に軌道にのり、成果をだしはじめたことです.また、次世代の分析装置として期待されるアラユルニウム・同位体顕微鏡開発の基本となる超高感度高分解能二次イオン質量分析装置の導入も、丸山茂徳氏(東工大地惑)の協力により開始することができました.それから、ICP-MSやSIMSの試料の選別ために必要不可欠な分析走査電子顕微鏡(SEM-EDX)もベンチャービジネスラボに設置されていた装置を拡充することにより完備できました.これらは当初意図したLPSのマスタープラン(東京工業大学理学部地球・惑星科学科1994年報 p.19参照)を恐いくらい順調に執行していることになります.LPSのオープンラボとしての機能も、「スタッフが2名、運営経費等定常的な資金サポート無し」という環境のもとで、ほぼ最大限の規模に達したと自負しております.
次年度以降の目標は、「大型装置の拡充」から「効率化」に移行します.なぜならば、LPSスタッフは実験室の立ち上げとオープンラボのサービス業務にほとんど全ての時間を費やしてきました.LPSの立ち上げがほぼ完了し、軌道に乗りつつある現在、次へのステップのためにはLPS独自のサイエンスを発信することが必要であることは自明です.我々は効率化により、オープンラボを現在のように好評の状態のままでLPS独自のサイエンスの追求をする時間を確保する試みを実施していきます.そのために、まず、目指すべきことは次の2点です:西3号棟と石川台2号棟に分離した実験施設の統合化、定常的な運営経費の確保.もし統合化を建物の新築により実現できれば、マスタープランで実現していないクリーン環境の化学実験室(宇宙物質化学実験室)を立ち上げられると考えています.現在工学部と話し合っている宇宙理工学センター構想はこの第一歩です.
これからも皆様のご批判、ご助言、ご助力をいただき、より良い環境で実験研究が行なえるように努力していこうと考えております。(圦本尚義)
2. LPS施設概要
・二次イオン質量分析計(仏国カメカ社製IMS 3f, IMS-1270)
・ICP質量分析計(英国VG Elemental社製PlasmaQuad, Plasma-54)
・レーザー試料導入装置(英国VG Elemental社製UV Laser MicroProbe)
・高感度イオン検出器(東京テクノロジー社製AMI-2000)
・マルチ負イオン源(Blake-V)
・化学実験ラボ
3. 1996年度LPS施設利用者
今年度の当施設利用者は以下の50名(学内15名、学外35名)であった。
(東京工業大学理学部 )圦本尚義、平田岳史、高橋栄一、国広卓也、永島一秀、安武伸一郎、服部道成、阿部なつ江、小野秀史、丸山茂徳、磯崎行雄、奥地拓生、小宮 剛、椛島太郎、太田宏
(金沢大学理学部)荒井章司、井原伸浩、森下知晃、牧田宗明、池田 誠 、
(筑波大学地球科学系 )金国洛、王五一、小室光世、竹之内研二 、
(愛媛大学理学部 )入舩徹男、溝淵正和、一色麻衣子 、
(学習院大学理学部 )長沢宏、伊藤元雄 、
(東北大学理学部 )大谷栄治 、
(島根大学教育学部 )角替敏昭 、
(京大・総合人間学部 )工藤浩司、巽 好幸 、
(九大・地惑学科 )中村智樹 、
(電気通信大学)Siva N. Siddaiah、
(地質調査所 )木多紀子 、宮城磯治、
(歴史民俗博物館)斎藤 務 、
(農業環境試験所)織田久男、
(米国ニューヨーク州立大ストーニーブルック校 )井上 徹 、
(オリンパス光学 )松本一哉、
(東京テクノロジー )小坂光二 、
(大阪大学)西沢嘉寿成、
(富士通株式会社)水谷昌代、
(丸文株式会社 )高久雄一 、
(英国サウザンプトン大学)Robert W. Nesbitt、Andrew Milton、
(仏国レン大学)Jean-Jacque Peucat、
(仏国アンガー大学)Jean-Alix Barrat、
(VG ELEMENTAL)Simon Scott
4. 各研究室のアクティビティー
4.1 化学ラボ
アルカリ性試薬であるTMSCおよびTMAH(テトラメチルアンモニウムハイドレート)を用いた器具洗浄法を確立し、器具の洗浄効率を高め、実験室環境からの汚染を最小限に抑えることに成功した。また、この洗浄法の確立により、人体に有害な王水の使用を最小限に抑えることができた。
本年度から試料の化学処理(化学分離操作及び分析元素の濃縮操作)の実施を開始した。これにともない、実験室環境からの汚染を防ぐため、小型グローブボックス(クリーン度100相当)を6個配置し、個人個人が自分の実験環境を維持・管理する体制に移行した。現在、Re-Os分析用、Hf-W分析用、微少隕石分解用、イオン交換樹脂操作用、器具保管用の5つが定常的に運転されている。
4.2 ICP-MSラボ
4.2.1 運転日数
今年度のPlasmaQuad及びPlasma-54の運転日数は、それぞれ120日、150日であった。装置の故障は、ロータリーポンプの故障(PlasmaQuad)および、ICP用高周波電源の故障(Plasma-54)の2件であった。装置及び部屋全体の清掃作業は計3回行った。
4.2.2 今年度のICP-MSラボの進歩
1. 高感度イオン検出器(AMI-2000)をPlasma-54に装着し、基礎データの取得開始
2. 岩石中の希土類元素定量分析法の確立(英国サウザンプトン大学・仏グルノーブル大学との共同実験、論文受理)
3. Plasma-54による鉛、オスミウム、ゲルマニウム、亜鉛、タングステン同位体分析(鉛データについては本年度発表、ゲルマニウム のデータは論文受理、オスミウム、亜鉛については論文投稿中、タングステンについては投稿準備中)
4. 新しいレーザー導入法(Soft Ablation法)の開発(論文投稿中)
5. 鉄隕石中の白金族元素分配(サウザンプトン大学との共同実験、本年度発表)
4.3 SIMSラボ
4.3.1 運転日数
今年度の3Fの運転日数は222日であった。また、1月から3月の90日間クリーンルーム工事のため3Fは解体保管された.解体保管時を除いた時の3Fの稼働率は81%であった.この稼働率は昨年度(85%)とほぼ等しい.運転停止日数(53日)の内訳は定期保守14日、停電断水11日、故障修理28日である。
4.3.2 今年度の進歩
1.クリーンルーム化:クラス10万のクリーンルームを設計し、3Fと1270を内部に設置した.無人の状態におけるクラスは約1000を達成している.
2.新しいチラーの導入:空冷・純水システムの採用により断水時も分析可能となった.また、水温変動を0.1。C以下にする事により、セクター磁場の安定化をはかった.
3.室内ガスラインの設置.
4.カメカIMS-1270の導入:3月4日に搬入された.調整立ち上げは次年度にわたるため、本装置の詳しい報告はクリーンルームとともども次回の年報でおこなう.
5. 96年度運営経費
惑星科学実験施設の経常的な運営・保守費は計上されていない。したがって、上記の支出はすべて利用者の個人研究校費・科研費・委任経理金等により支払われている。以下に各実験室の内訳を示す。
5.1 化学ラボ¥489,765
内訳 すべて消耗品(主として化学試薬及び実験器具)
5.2 ICP-MSラボ¥14,465,138
内訳 化学試薬消耗品¥2,472,774
装置保守(液体アルゴン、修理費)¥1,551,394
装置改造費¥10,440,970(リークディテクター費用含む。固体検出器費用は
SIMSラボと重複)
5.3 SIMSラボ 合計 ¥155,320,089
保守経費¥9,145,342
内訳 修理 ¥1,085,105
交換部品 ¥182,866
試料調整 ¥203,871
室内保守 ¥7,673,500
改造経費¥146,174,747
内訳 固体検出器 ¥4,856,371
SEM改造 ¥5,150,000
1270大型扇形磁場¥133,957,920
コンピュータ ¥2,210,456
LPS総支出 ¥165,418,621
6. 研究成果(論文発表)
LPSを利用した成果による今年度の発表論文は以下の12報(内2報は投稿中)。
Barrat, J.A., Keller, F., Amosse J., Taylor, R.N., Nesbitt, R.W. and Hirata, T (1996) Determination of rare earth elements in sixteen silicate reference samples by ICP-MS after Tm addition and ion-exchange separation, Geostandards Newsletter 20. 133-139.
Hirata, T (1996) Lead Isotopic Analysis using Multiple Collector-Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry coupled with Modified External Correction Method for Mass Discrimination Effect, Analyst, 121, 1407-1411.
平田岳史(1996)マルチコレクター誘導結合プラズマ質量分析法による高精度同位体分析のための同位体差別効果の補正法、分析化学、45、465-472.
平田岳史(1996)ICP質量分析計による微量元素同位体分析〜 Rolling stone gathers no moss 〜、地球化学、31, 35-51.
Hirata, T, Robert W. Nesbitt (1997) Distribution of Platinum Group Elements and Rhenium Between Metallic Phases of Iron Meteorites, Earth Planet. Sci. Lett., 147, 11-24.
Hirata, T (1997) Isotopic Variations of Germanium for Iron and Stony Iron Meteorites, Accepted in Geochim. Cosmochim. Acta.
Hirata, T, Michinari Hattori, Tsuyoshi Tanaka (1997) In-situ osmium isotope ratio analyses of iridosmines by laser ablation-multiple collector-inductively coupled plasma mass spectrometry, submitted to Chem. Geol. (Isotope Geoscience).
Hirata, T (1997) Soft Ablation Technique for Laser Ablation-Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry, submitted to J. Anal. Atom. Spectrom.
Ohtani, E., Yurimoto, H. (1996) Element Partitioning Between Metallic Liquid, Magnesiowustite, and Silicate Liquid at 20 GPa and 2500。C - A Secondary-Ion Mass-Spectrometric Study. Geophy. Res. Lett. 23, 1993-1996.
Ohtani, E., A. Suzuki, T. Kato, and H. Yurimoto (1996) Flotation of Diamond in magmas at high pressure and its implications for diamond genesis and fractionation in the deep mantle. Advanced Materials '96, Proceedings of the 3 rd NIRIM Internatiuonal symposium on Advanced Materials (ISAM'96), 345-350.
Yurimoto, H. and Kuramoto, K. (1996) Cosmochemical fractionation by bipolar outflow. Proc. 29th ISAS Lunar Planet.Symp. 29, 148-149.
圦本尚義,松本一哉 (1996)粒子線用二次元固体撮像素子. Bunseki Kagaku 45, 493-500.
今後も、本施設のアクティビティー向上のために、本施設を利用し論文を書かれた方は、論文名と掲載雑誌(できれば別刷り1部を)をLPS事務局(東工大地球惑星科学科・平田岳史、thirata@geo.titech.ac.jp)まで報告いただけますようお願いします。