ハイパワーレーザーショックとXFELを用いた溶融鉄合金の総合的理解
Publicly Offered Research
Project Area | Interaction and Coevolution of the Core and Mantle: Toward Integrated Deep Earth Science |
Project/Area Number |
18H04368
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Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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Allocation Type | Single-year Grants |
Research Institution | Osaka University |
Principal Investigator |
尾崎 典雅 大阪大学, 工学研究科, 准教授 (70432515)
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Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2020-03-31
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Project Status |
Completed (Fiscal Year 2019)
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Budget Amount *help |
¥5,200,000 (Direct Cost: ¥4,000,000、Indirect Cost: ¥1,200,000)
Fiscal Year 2019: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2018: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
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Keywords | パワーレーザー / 衝撃圧縮 / 鉄合金 / 輸送特性 / 状態方程式 / 超高圧 / X線自由電子レーザー / 地球外核 / 溶融状態 / 鉄 |
Outline of Annual Research Achievements |
大阪大学レーザー科学研究所のハイパワーレーザーを用いたレーザーショック実験により、高温高圧の液体金属の状態を生成し、高精度ユゴニオデ ータの蓄積を行った。1-3E13 W/cmまでのエネルギー密度でターゲット照射を行うことにより、鉄合金の圧力150-400 GPa、温度5,000-14,000 Kレンジの超高圧高温状態の生成を確認した。独自に開発したターゲットにより、鉄合金試料中での衝撃波減衰の効果を補正した高精度データの取得に成功した。鉄合金試料は、クォーツまたは酸化マグネシウムウィンドウ上にCVD法によって成膜した。鉄合金内部を伝搬する衝撃波の速度は、試料厚を一定値で伝搬する平均値として最初に決定する。次に同じショットで同時に得られる参照物質内の衝撃波減衰の勾配と、鉄合金/酸化マグネシウムウィンドウ界面直後の粒子速度をから、鉄合金試料内の衝撃波速度減衰の勾配を推定し、平均速度からの補正を行なった。この補正を数回繰り返すことにより、より信頼性の高いユゴニオデータとユゴニオ衝撃圧縮曲線を決定できることを実証した。また同様のターゲットショットにおいて、これまでの研究で確立されてきた光反射率計測と熱放射計測も合わせて行うことで、溶融鉄合金の電気伝導度および熱伝導度を明らかにするためのデータも蓄積した。衝撃圧縮下の圧力-密度-温度が特定された輸送特性実験データと第一原理計算との比較検討を開始した。 さらに、決定された鉄合金衝撃圧縮曲線上の、150 GPa程度までの超高圧高温の状態について、フェムト秒パルスのX線自由電子レーザープローブを照射して得られた超高速X線回折パターンに関する検討も進めることができた。ケイ素含有量の異なる鉄合金(Si 6-16質量%)について既存の静的圧縮実験と比較した結果、相転移圧力やカイネティクスに有意な影響があることが示唆された。
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Research Progress Status |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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Strategy for Future Research Activity |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(95 results)
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[Journal Article] X-ray absorption near edge spectroscopy study of warm dense MgO2019
Author(s)
Bolis R.、Hernandez J.-A.、Recoules V.、Guarguaglini M.、Dorchies F.、Jourdain N.、Ravasio A.、Vinci T.、Brambrink E.、Ozaki N.、Bouchet J.、Remus F.、Musella R.、Mazevet S.、Hartley N. J.、Guyot F.、Benuzzi-Mounaix A.
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Journal Title
Physics of Plasmas
Volume: 26
Issue: 11
Pages: 112703-112703
DOI
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Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Photoluminescenceproperties and characterization of LiF-based imaging detector irradiated by 10 keVXFEL beam2019
Author(s)
F. Bonfigli, N. J. Hartley, c, Y. Inubushi, M. Koenig, T. Matsuoka, S. Makarov, R.M. Montereali, E. Nichelatti, N. Ozaki, M. Piccinini, S. Pikuz, T. Pikuz, D. Sagae, M.A. Vincenti, M. Yabashi,T. Yabuuchi
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Journal Title
Proc. of SPIE
Volume: 110350N
Pages: 1-11
DOI
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Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] レーザー超高速圧縮によるロンズデーライト生成のXFEL 観察 (XFEL Observation of Lonsdaleite Formation by Ultrafast Laser Shock Compression)2019
Author(s)
片桐健登, 尾崎典雅, 松岡岳洋, 松岡健之, 宮西宏併, 瀬戸雄介, 梅田悠平、細見実、森岡信太郎、犬伏雄一, 富樫格, 籔内俊毅, 矢橋牧名, 兒玉了祐
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Journal Title
レーザー研究
Volume: 47(1)
Pages: 47-51
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Peer Reviewed
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[Journal Article] Advanced high resolution x-ray diagnostic for HEDP experiments2018
Author(s)
Faenov A. Y.、Pikuz T. A.、Mabey P.、Albertazzi B.、Michel Th.、Rigon G.、Pikuz S. A.、Buzmakov A.、Makarov S.、Ozaki N.、Matsuoka T.、Katagiri K.、Miyanishi K.、Takahashi K.、Tanaka K. A.、Inubushi Y.、Togashi T.、Yabuuchi T.、Yabashi M.、Casner A.、Kodama R.、Koenig M.
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Journal Title
Scientific Reports
Volume: 8
Issue: 1
Pages: 1-9
DOI
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Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Development of new diagnostics based on LiF detector for pump-probe experiments2018
Author(s)
T. Pikuz, A. Faenov, N. Ozaki, T. Matsuoka, B. Albertazzi, N.J. Hartley, K. Miyanishi, K. Katagiri, S. Matsuyama, K. Yamauchi, H. Habara, Y. Inubushi, T. Togashi, H. Yumoto, H. Ohashi, Y. Tange, 他12名
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Journal Title
Matter and Radiation at Extremes
Volume: 3
Issue: 4
Pages: 197-197
DOI
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Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Presentation] X線自由電子レーザーによるダイヤモンド超高速変形のその場観察2020
Author(s)
Kento Katagiri, Norimasa Ozaki, Leora Dresselhaus-Cooper, Jon H. Eggert, Yuichi Inubushi, Takeshi Matsuoka, Kohei Miyanishi, Norimasa Nishiyama, Keiichi Sueda, Toshimori Sekine, Yusuke Seto, Yoshinori Tange, Tetsuo Irifune, Tadashi Togashi, Yuhei Umeda, Makina Yabashi, Toshinori Yabuuchi, Ryosuke Kodama
Organizer
レーザー学会学術講演会第40回年次大会
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[Presentation] カルサイトCaCO3に関する高エネルギー衝突模擬実験2020
Author(s)
Norimasa Ozaki, Yuhei Umeda, Takeshi Matsuoka, Kento Katagiri, Ryosuke Kodama, Kohei Miyanishi, Yoshimori Sekine, Keita Fukui, Takayoshi Sano
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レーザー学会学術講演会第40回年次大会
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[Presentation] 極限環境下の炭素の振る舞いに関する研究2020
Author(s)
尾崎典雅, 片桐健登, 細見実, 松岡健之, 梅田悠平, 佐野孝好, 兒玉了祐, 西山宣正,瀬戸雄介, 入舩徹男, 丹下慶範, 犬伏雄一, 富樫格, 籔内俊毅, 宮西宏併, 末田敬一, 矢橋牧名, Leora Dresselhous-Cooper, Jon Eggert, 関根利守
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日本物理学会第75回年次大会
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[Presentation] フェムト秒レーザー誘起衝撃波によるシリコン同素体の凍結に関する研究2020
Author(s)
Daisuke Sagae, Norimasa Ozaki, Keiichiro Mukai, Ryosuke Kodama, Takeshi Matsuoka, Takahisa Syobu, Aki Tominaga, Yusuke Seto, Yasunaga Nara, Reina Miyagawa,
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レーザー学会学術講演会第40回年次大会
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[Presentation] Small Angle X-Ray Scattering with Sub-Micron Rod-assembly Target at SACLA2019
Author(s)
Masato Ota, Melanie Rodel, Shunsuke Egashira, Tomohiro Izumi, Tatiana Pikuz, Alexander S Pirozhkov, Alejandro Garcia Laso, Alessio Morace, Takumi Minami, Yuji Fukuyama, Yuto Maeda, Bruno Albertazzi, Michel Koenig, Toshinori Yabuuchi, Ozaki Norimasa
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IFSA 2019
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[Presentation] Observation of Ultra-High Energy Density State with X-Ray Free Electron Laser SACLA2019
Author(s)
Yuto Maeda, Kohei Miyanishi, Youichiro Hironaka, Yuji Hukuyama, Neo Hujiwara, Hiroki Kato, Toshihiro Iwasaki, Youichi Sakawa, Tomohiro Izumi, Shunsuke Egashira, Naoki Higashi, Yasuhiko Sentoku, Ryosuke Kodama, Norimasa Ozaki, Takeshi Matsuoka, Toshihiro Somekawa, Toshinori Yabuuchi, Keiichi Sueda
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IFSA 2019
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[Presentation] In-Situ Observation of Crystal Structure Transitions of Austenitic Stainless Steel Under Shock Compression and Release Using X-Ray Free Electron Laser2019
Author(s)
Kohei Miyanishi, Takeshi KURITA, Youichiro HIRONAKA, Keisuke SHIGEMORI, Takeshi MATSUOKA, Norimasa OZAKI, Eisuke MIURA, Takeshi WATARI, Yoshio MIZUTA, Yuki KABEYA, Yoshinori KATO, Toshiki YABUUCHI, Yuichi INUBUSHI, Tadashi TOGASHI, Makina YABASHI, Norio KURITA, Ryunosuke KURODA, Ryosuke KODAMA
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IFSA 2019
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[Presentation] Hugoniot Data of MgSiO3 under the Planetary Impact Conditions2019
Author(s)
Yuhei Umeda, Norimasa Ozaki, Toshimori Sekine, Bruno Albertazzi, Alessandra Benuzzi-Mounaix, Riccardo Bolis, Marco Guaruaglini, Kento Katagiri, Ryosuke Kodama, Michel Koeing, Kohei Miyanishi, Shintaro Morioka, Toyohito Nishikawa, Shugo Ohi, Alessandra Ravasio, Yoichi Sakawa, Takayoshi Sano, Tomoko Sato
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IFSA 2019
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Int'l Joint Research
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[Presentation] The Role of Hot Electrons on Ultrahigh Pressure Generation Relevant to Shock Ignition Conditions2019
Author(s)
Keisuke Shigemori, Yuji Fukuyama, Yoichiro Hironaka, Seungho Lee, Hideo Nagatomo, Hiroaki Nishimura, Shinsuke Fujioka, Kohei Miyanishi, Norimasa Ozaki, Ryosuke Kodama, Takeshi Matsuoka, Dimitri Batani, Jocelain Trela, Philippe Nicolai
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IFSA 2019
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Int'l Joint Research
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[Presentation] Behaviors of Carbon System in Extreme Conditions2019
Author(s)
Norimasa Ozaki, Minoru Hosomi, Kento Katagiri, Takeshi Matsuoka, Kohei Miyanishi, Yuichi Inubushi, Takayoshi Sano, Yusuke Seto, Tadashi Togashi, Yuhei Umeda, Makina Yabashi, Toshinori Yabuuchi, Ryosuke Kodama
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IFSA 2019
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Int'l Joint Research / Invited
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[Presentation] Laser Shock Compression of Matters Under Strong Magnetic Field2019
Author(s)
Nobuki Kamimura, Norimasa Ozaki, Bruno Albertazzi, Yuhei Umeda, Kento Katagiri, Michel Koenig, Florian Kroll, Paul Mabey, Thibault Michel, Shintaro Morioka, Gabriel Rigon, Takayoshi Sano, Ryosuke Kodama
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[Presentation] Generation of Residual Stress Field in Metal by an Interference Shockwave2019
Author(s)
Yoichiro Hironaka, Yuki Kabeya, Kohei Miyanishi, Eisuke Miura, Keisuke Sigemori, Takeshi Matsuoka, Norimasa Ozaki, Takashi Kurita, Takeshi Watari, Yoshio Mizuta, Ryunosuke Kuroda, Ryosuke Kodama
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[Presentation] Laser-shock compression of nano-polycrystalline diamond2019
Author(s)
Kento Katagiri, Norimasa Ozaki, Norimasa Nishiyama, Leora Dresselhaus-Cooper, Yuichi Inubushi, Takeshi Matsuoka, Kohei Miyanishi, Shintaro Morioka, Yusuke Seto, Yoshinori Tange, Tetsuo Irifune, Tadashi Togashi, Yuhei Umeda, Makina Yabashi, Toshinori Yabuuchi, Ryosuke Kodama
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27th International Conference of the AIRAPT
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[Presentation] Application of LiF Crystal Detector for Highperformance Imaging and Radiography with XFEL Beam,2019
Author(s)
Pikuz, A. Faenov, N. Ozaki, T. Matsuoka, K. Katagiri, D. Sagae, S. Makarov, M. Koenig, P. Mabey, B. Albertazzi, G. Rigon, T. Michel, A. Casner, N. Hartley, T. Yabuuchi, Y. Inubushi, M. Yabashi
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PIERS 2019T.
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[Presentation] Dynamic compression of magnesium hydride in ultrahigh pressure regime using high intensity laser2019
Author(s)
S. Morioka, N. Ozaki, M. Hosomi, T. Okuchi, T. Sano, T. Matsuoka, K. Miyanishi, Y. Umeda, R. Hazama, K. Katagiri, T. Nishikawa, K. Mukai, K. Mukai, N. Kamimura, D. Sagae, R. Maki, K. Fukui, R. Kodama
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21st Biennial Conference of the APS Topical Group on Shock Compression of Condensed Matter
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[Presentation] ショックユゴニオとリリース計測による珪酸塩鉱物の液体金属状態に関する研究2019
Author(s)
尾崎典雅, 梅田悠平, 佐藤友子, ALBERTAZZI Bruno, BENUZZI-MOUNAIX Alessandra, BOLIS Riccardo, GUARGUAGINI Marco, 片桐健登, 兒玉了祐, KOENIG Michel, 宮西宏併, 森岡慎太郎, 西川豊人, 大井修吾, RAVASIO Alessandra, 坂和洋一, 佐野孝好, 関根利守
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第60回高圧討論会
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[Presentation] XFELを用いた衝撃誘起ナノ多結晶化プロセスの直接観察 ,2019
Author(s)
尾崎典雅, 丹下慶範, 中島彰吾, ALBERTAZZI Bruno, FAENOV Anatoly, HARTLEY Nicholas, 犬伏雄一, 片桐健登, KOENIG Michel, 松岡健之, 松山智至, 宮西宏併, 奥地拓生, PIKUZ Tatiana, 坂田修身, 佐藤友子, 関根利守, 瀬戸雄介, 田中和夫, 冨樫格, 矢橋牧名, 籔内俊毅, 山内和人, 兒玉了祐
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[Presentation] ナノ多結晶ダイヤモンドのレーザー衝撃圧縮2019
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片桐健登, 尾崎典雅, DRESSELHAUS-COOPER Leora, EGGERT Jon, 犬伏雄一, 松岡健之, 宮西宏併, 森岡信太郎, 西山宣正, 関根利守, 瀬戸雄介, 丹下慶範, 入舩徹男, 富樫格, 梅田悠平, 矢橋牧名, 籔内俊毅, 兒玉了祐
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[Presentation] γ-Si3N4のレーザー衝撃圧縮実験と安定固体相に関する検討2019
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石田航大, 西山宣正, 神島悠司, 細見実, 梅田悠平, 片桐健登, 上村伸樹, 兒玉了祐, 佐野孝好, 福井敬也, 宮西宏併, 向井幹二, 森岡伸太郎, 尾崎典雅
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[Presentation] XFELを用いた衝撃誘起ナノ多結晶化プロセスの直接観察と展開2019
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[Presentation] カンラン石及び同高圧相のレーザー衝撃圧縮時間分解その場X線回折2019
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奥地拓生, PUREVJAV Narangoo, 尾崎典雅, 瀬戸雄介, 松岡健之, 梅田悠平, 片桐健登, 森岡信太朗, 富岡尚敬, 関根利守, 飯高敏晃, 薮内俊毅, 宮西宏併, 矢橋牧名, 兒玉了祐
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[Presentation] 衝撃波誘起残留応力場の生成2019
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弘中陽一郎, 壁谷悠希, 宮西宏併, 三浦永祐, 重森啓介, 松岡健之, 尾崎典雅, 栗田隆史, 渡利威士, 水田好雄, 黒田隆之助, 兒玉了祐
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[Presentation] Hugoniot measurements for silicate: Understanding silicate magma under the planetary impacts2019
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Yuhei Umeda, Norimasa Ozaki, Toshimori Sekine, Bruno Albertazzi, Alessandra Benuzzi-Mounaix, Riccardo Bolis, Marco Guaruaglini, Kento Katagiri, Kodama Ryosuke, Michel Koeing, Kohei Miyanishi, Shintaro Morioka, Toyohito Nishikawa, Syugo Ohi, Alessandra Ravasio, Yoichi Sakawa, Takayoshi Sano, Tomoko Sato
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日本地球惑星科学連合2019年大会
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[Presentation] Study on transport properties of liquid iron and iron alloy under high temperature and high pressure using the laser shock technique2019
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Kohei Miyanishi, Norimasa Ozaki, Satoshi Ohmura, Marion Harmand, Andy Krygier, Toyohito Nishikawa, Yuhei Umeda, Shigemori Keisuke, Youichi Sakawa, Takayoshi Sano, Ryosuke Kodama
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[Presentation] Shock-compressed behavior of quartz by XFEL2019
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Tomoko Sato, Yoshinori Tange, Yusuke Seto, Toshimori Sekine, Norimasa Ozaki, Toyohito Nishikawa, Kohei Miyanishi, Kensuke Matsuoka, Ryosuke Kodama, Tadashi Togashi, Yuichi Inubushi, Toshinori Yabuuchi, Makina Yabashi
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[Presentation] Laser Shock experiments for planetary materials : implication for meteorite impact reactions2019
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Y. Umeda, N. Ozaki, T. Matsuoka, M. Fuyuki, K. Miyanishi, T. Sekine, T. Okuchi, T. Sano, K. Mukai, K. Katagiri, T. Nishikawa, M. Hosomi, K. Mukai, N. Kamimura, D. Sagae, S. Morioka, R. Maki, K. Fukui and R. Kodama
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Third Winter School of Matter in Extreme Conditions from MATerial science to PLAnetary physics
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S. Morioka, N. Ozaki, M. Hosomi, T. Okuchi, T. Sano, T. Matsuoka, K. Miyanishi, Y. Umeda, K. Katagiri, T. Nishikawa, K. Mukai, K. Mukai, N. Kamimura, D. Sagae, R. Maki, K. Fukui, K. Ishida, H. Ogura, D. Kamibayashi, S. Nakajima and R. Kodama
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K.Miyanishi, N.Ozaki, S.Ohmura, M.Harmand, A.Krygier, T.Nishikawa, Y.Umeda, K/Shigemori, Y.Sakawa, T.Sano,R.Kodama
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[Presentation] XFEL observation of shock-compressed highly oriented graphite2018
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Norimasa Ozaki, Kento Katagiri, Ryo Hazama, Takahiro Matsuoka, Takeshi Matsuoka, Kohei Miyanishi, Yuhei Umeda, Yusuke Seto, Yuichi Inubushi, Toshinori Yabuuchi, Tadashi Togashi, Makina Yabashi, and Ryosuke Kodama
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The 45th European Physical Society Conference on Plasma Physics (EPS2018)
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Author(s)
M. Guarguaglini, J.-A. Hernandez, Y. Fujimoto, K. Miyanishi, P. Barroso, F. Lefevre, A. Benuzzi-Mounaix, N. Ozaki, T. Vinci, E. Brambrink, A. Ravasio
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[Presentation] Equation of state and optical reflectivity of shock compressed CHNO mixtures2018
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Alessandra Ravasio, M.Guarguaglini, J.-A. Hernandez, Y. Fujimoto, K. Miyanishi, P. Barroso, F. Lefevre, A. Benuzzi-Mounaix, N. Ozaki, T. Vinci, E. Brambrink
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12th International Conference on High Energy Density Laboratory Astrophysics (HEDLA2018)
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Y. Umeda, N. Ozaki, T. Matsuoka, M. Fuyuki, R. Hazama, K. Mukai, K. Miyanishi, T. Sano, K. Shigemori, K. Katagiri, T. Nishikawa, M. Hosomi, K. Mukai, N. Kamimura, D. Sagae, S. Morioka, R. Kodama
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Author(s)
Kento Katagiri, N. Ozaki, Takahiro Matsuoka, Takeshi Matsuoka, K. Miyanishi, Y. Seto, Y. Inubushi, T. Yabuuchi, T. Togashi, M. Yabashi, R. Kodama
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T. Nishikawa, N. Ozaki, M. Harmand, K. Miyanishi, Y. Umeda, K. Katagiri, H. Ryo, M. Hosomi, K. Mukai, K. Mukai, N. Kamimura, D. Sagae, S. Morioka, K. Shigemori, Y. Sakawa, T. Sano, R. Kodama
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S. Morioka, N. Ozaki, M. Hosomi, T. Okuchi, T. Sano, T. Matsuoka, K. Miyanishi, Y. Umeda, R. Hazama, K. Katagiri, T. Nishikawa, K. Mukai, K. Mukai, N. Kamimura, D. Sagae, R. Maki, K. Fukui, R. Kodama
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Koenig M., Michel Th., Rigon G., Casner A., Albertazzi B., Michaut C., Ballet J., Laffite S., Falize E., Van Box Som L., Pikuz S., Morita T., Sakawa Y., Sano T., Shimogawara H., Kumar R., Kodama R., Faenov A., Pikuz T., Ozaki N., Kuramitsu Y., Gregori G., Tzeferacos P., Lamb D.
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International Symposium in High Power Laser Science and Engineering
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細見 実, 尾崎 典雅, 松岡 健之, 宮西 宏併, 瀬戸 雄介, 梅田 悠平, 片桐 健登, 西川 豊人, 向井 幹二, 向井 啓一郎, 寒河江 大輔, 上村 伸樹, 森岡 信太朗, 福井 敬也, 真木 隆太郎, 小倉 広之, 中島 彰吾, 佐野 孝好, 兒玉 了祐
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梅田悠平, 尾崎 典雅, 関根利守, 佐藤友子, 西川豊人, 片桐健登, 森岡信太郎, ALBERTAZZI Bruno , BENUZZI-MOUNAIX Alessandra , BOLIS Riccardo, GUARUAGLINI Marco, RAVASIO Alessandra, KOEING Michel, 宮西宏併, 大井修吾, 坂和洋一, 佐野孝好, 兒玉了祐
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梅田悠平, 尾崎典雅, 松岡健之, 冬木正紀, 宮西宏併, 関根利守, 奥地拓生, 佐野孝好, 向井幹二, 片桐健登, 西川豊人, 細見 実, 向井啓一郎, 上村 伸樹, 寒河江大輔, 森岡信太郎, 真木隆太郎, 福井敬也, 兒玉了佑
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宮西宏併, 弘中陽一郎, 栗田隆史, 重森啓介, 松岡健之, 尾崎典雅, 三浦永祐, 渡利威士, 水田好雄, 壁谷悠希, 加藤義則, 栗田典夫, 黒田隆之助, 兒玉了祐
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第79回応用物理学会秋季学術講演会
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[Presentation] 衝撃圧縮その場での時間分解XFEL回折による衝撃変成カンラン石の構造転移機構2018
Author(s)
奥地拓生, プレジャブ ナランゴー, 尾崎典雅, 瀬戸雄介, 丹下慶範, 関根利守, 富岡尚敬, 松岡健之, 高橋謙次郎, 梅田悠平, 宮西宏併, 犬伏雄一, 籔内俊毅, 兒玉了祐
Organizer
日本地球惑星科学連合2018大会
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