2017 Fiscal Year Research-status Report
エックス線光子相関分光法によるケイ酸塩メルトの高圧下その場粘性測定
| Project/Area Number |
17K18813
|
|---|
| Research Institution | High Energy Accelerator Research Organization |
|---|
Principal Investigator |
船守 展正 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 教授 (70306851)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2017-06-30 – 2020-03-31
|
| Keywords | 水ガラス / 小角X線散乱 / コヒーレントX線 / X線光子相関分光法 / 粘性測定 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の1年目にあたる平成29年度には、X線光子相関分光（XPCS）法によるケイ酸塩メルトの粘性測定を実現するための準備を進めた。（１）XPCS粘性測定には、コヒーレントX線の利用が必要であるが、その前段階として、所属機関の放射光施設であるPFにおいて、インコヒーレントX線を利用して、幾つかの試料の小角散乱を測定した。XPCS粘性測定では、試料の不均質に起因するスペックルの強度の時間変化を追うが、その空間的な平均を測定することに相当している。小角散乱強度が十分に大きい試料を準備することで、XPCS粘性測定のファーストリザルトを得ることに成功する確率を上げることができる。（２）小角散乱強度を測定した試料の中で、水ガラスは、散乱強度が大きいだけでなく適度な粘性を持つことから、XPCS粘性測定のファーストリザルトを得るための試料として、現時点で最有力の候補物質である。水ガラスは、低Q領域に顕著なピークを持つが、そのピークがどのような構造に起因しているか明らかになっていない。実空間での構造の情報を得るため、Q = 0.15 Å-1 ～ 15 Å-1 の広い範囲で測定を実施した。今後、より低いQ領域の測定も行った上で解析を進める。（３）水ガラスの低Q領域のピークの圧力変化を測定した。このピークの圧力変化は単調なものではなく、かなり複雑なものであることが判明した。今後、（２）の結果も踏まえて、詳細な解析を進める。（４）現在、コヒーレントX線を利用できる国内の放射光施設は、SPring-8に限られる。SPring-8に所属するXPCSを専門とする研究者を訪問し、測定中の装置の見学とXPCS粘性測定法の確立に向けた今後の進め方についての意見交換を行った。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
所属機関の放射光施設で利用可能なインコヒーレントX線による予備的な測定は十分に進めることができた。また、粘性測定を実施する最初の試料に選定した水ガラスの構造とその圧力変化について興味深いデータを得ることができた。このように、X線を利用した測定は順調に進んでいるが、市販の粘性計を利用した予備的な測定を開始できていない点は、当初計画に比して不十分と言わざるを得ない。
|
| Strategy for Future Research Activity |
インコヒーレントX線による水ガラスの構造の測定をより広いQ領域で実施する。特に、小角X線散乱の専用ビームラインにおいて、より低いQ領域までの測定を行う。さらに、その結果を踏まえで、コヒーレントX線による予備的な測定を開始する。
|
| Causes of Carryover |
XPCSを専門とする研究者と今後の進め方についての意見交換をする中で、開発要素の大きいコヒーレントX線による測定を高度化するための予算を確保すべきと判断し、回転粘度計の導入を見送ったことが主な理由である。コヒーレントX線（および、インコヒーレントX線）による測定を高度化するための経費として使用する計画である。
|
Research Products
(13 results)
