熱膨張拘束による超高圧発生装置の開発

1995 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 06559013
• Research Institution: Tokai University
• Principal Investigator: 川島 康 東海大学, 工学部, 教授 (80169721)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 帯川 利之 東京工業大学, 工学部, 助教授 (70134830)
• Keywords: 超高圧装置 / 熱圧力 / レーザー加熱 / 高圧測定 / ダイヤモンド・アンビル

Research Abstract

地球核における圧力に近い数百GPaの超高圧発生がダイヤモンドアンビル高圧装置や衝撃圧縮法によって行われている.しかし,これらのような外力方式の高圧発生法では圧力媒体が必要であり、高圧発生には摩擦の問題を伴う.現在,それらの最高発生圧力値は限界に達しているようである.熱膨張拘束による高圧発生は内力方式であるため摩擦と圧力漏れの問題がなく,従来の外力方式のものとは全く独立な高圧発生法である.本研究では,ダイヤモンドアンビルによって高圧で拘束された物質にレーザ光を照射して超高圧を発生させる装置の開発を行うとともに,テラパスカルオーダーの圧力を測定する方法を理論的および実験的に検討するものである.
本年度において,これまでに実験室において得られていないテラパスカルオーダーの超高圧の発生を確認するために,高温状態での水素の金属化を目指して,次のように金属化を確認するための測定装置や常温常圧下で気体状態である試料をダイヤモンドアンビル装置に高圧で封入する装置の開発を進めた.1.水素ガスを低温で液化して,この中にダイヤモンド・アンビル高圧装置のピストン・シリンダ部を浸し,ねじと歯車機構により圧力を加えて,ダイヤモンドアンビル装置試料室に液体水素を封入するクライオスタットを設計製作した.2.上記クライオスタットに適合する圧力負荷用ねじ付きダイヤモンド・アンビル装置を設計した.3. He-Neレーザ光ビームを水素試料の任意位置に照射し,透過したレーザ光を分光器を介してCCD検出器に誘導し,金属化による遮蔽効果を利用して超高圧の発生を確認する装置を開発し,これを開発中の熱膨張拘束高圧装置に組み込んだ.

Research Products

• [Publications] Y. Kawashima & G. Katagiri: "Fundamentals, overtones, and combinations in the Raman spectrum of graphite" Physical Review B. 52. 10053-10059 (1995)
• [Publications] 川島 康,片桐 元: "グラファイトのラマンスペクトルにおける新しいバンド" 第22回炭素材料学会年会要旨集. 176-177 (1995)