2023 Fiscal Year Annual Research Report
Development of sub-millisecond XRD measurement technique under combined dynamic environment using DAC
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21K03711
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| Research Institution | Japan Synchrotron Radiation Research Institute |
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Principal Investigator |
河口 沙織 公益財団法人高輝度光科学研究センター, 回折・散乱推進室, 主幹研究員 (00773011)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | ダイヤモンドアンビルセル / 時分割XRD計測 / 動的環境 / 急激加熱実験 / 急激加減圧実験 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では急激な加減圧温度変化における反応過程観察を行うべく、SPring-8 BL10XUに設置されている高速X線検出器であるLAMBDA750kにより最大2 kHzの連続測定と、複数の外場印加システムを組み合わせた統一制御システム開発を行い、実際にDACを用いて隕石衝突時の動的極限実験条件を再現することを目的としている。本年度は、高速減圧中における試料の状態観察を可能とすべく、昨年度開発した新規ガス圧制御システムとサブミリ秒XRD計測システムに、新たに設計したダブルメンブレンDACを組み込んだ。各バルブに対しトリガ信号による開閉機能を実装してあり、デジタル遅延パルス発生器による外部トリガ制御により、X線検出器LAMBDA 750kとガス圧制御装置のバルブ開閉のタイミング同期を図った。加圧実験では試料として圧力マーカーとして広く用いられている金（Au）と塩化ナトリウム（NaCl）を用い、計測開始前に38 GPaまで圧力を印加した。実験開始直後はNaClは高圧相であるB2相由来のXRDピークのみが観察されていたが、B1相からのXRDピークが、最初のトリガーから491.5 ms後の20.2 GPaで観測され始め、510 ms後、NaClのB2相からのXRDピークは17.2 GPaで完全に消失した。最大減圧速度355 GPa/sには。約573 ms後に到達したことが分かった。本研究で開発した複合動的環境下におけるサブミリ秒XRD計測システムについて執筆した論文が、国際誌であるJournal of Synchrotron Radiationに掲載された。
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