新型6-2システム高温高圧発生装置の開発

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14654079
• Research Institution: Japan Atomic Energy Agency
• Principal Investigator: 内海 渉 特殊法人日本原子力研究所, 放射光科学研究センター・極限環境物性研究グループ, 主任研究員 (60193918)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 岡田 卓 東京大学, 大学院・理学研究科・地殻化学実験施設, COE研究員 (90343938)
• Keywords: 高温 / 高圧 / 燒結ダイヤモンド / 放射光 / X線回析

Research Abstract

ダイヤモンドアンビルセルよりも大きな試料体積を確保しながら、マルチアンビルプレスでは実現できない高い圧力を発生させることを目的として、6-2システムによる新しい高温高圧発生装置の開発を前年度に引き続き行った。線引きダイス用として市販されている燒結ダイヤモンドをブリッジマンアンビル形状に加工して、1対の対向アンビルとしたものを、立方体圧力媒体に組み込み、六方押しマルチアンビル装置で加圧し、発生圧力を放射光による標準試料の体積変化により決定した。テーパー角度や初期アンビル間距離を種々変えて、室温で圧力発生実験を繰り返した、どのような条件でも50GPaはほぼ問題なくクリアできることが明らかとなり、セルの最適化をすることによって、アンビル先端径0.7mmのセルで、90GPaを越える高圧発生が達成された。これは、マルチアンビルプレスにおける通常の発生圧力25GPaをはるかに凌ぎ、また同程度の圧力発生にダイヤモンドアンビルセルの場合、先端は、0.3mm以下であることに比べ飛躍的に大きな試料体積を確保できる新しい高圧装置が実現したことを意味する。燒結ダイヤモンドアンビルにはクラックなどの破損は見られず、100GPaを越える高い圧力発生が視野に入ってきたといえる。
高圧と同時に高温を発生させるための技術開発もすすみ、外熱ヒーターにより高圧下での安定した高温発生が可能になった。昨年度は、温度上昇にともなう圧力降下が観測されたが、セルの改良により、ほぼこの問題も解決され、50GPa、1000℃領域までの圧力温度発生が定常的に行えるようになった。
これらの結果については、日本高圧討論会、米国物理学会などで発表を行った。

Research Products

• [Publications] 内海渉, 岡田卓, 浜谷望, 西山宣正: "6-2型高温高圧発生装置"高圧力の科学と技術. 12巻特別号. 247 (2002)
• [Publications] W.Utsumi: "High Pressure Generation with Opposed Sintered Diamond Anvils Embedded in a Cubic Pressure Medium"Bulletin of the American Physical Society, March Meeting. 48.1. 1121 (2003)
• [Publications] 内海渉, 青木勝敏: "6-2型高温高圧発生装置(2)"高圧力の科学と技術. 13巻特別号. 41 (2003)