2014 Fiscal Year Annual Research Report
衝撃圧縮を用いた軽元素物質の金属化、圧力スケールの解明と地球惑星内部研究への応用
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23244106
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| Research Institution | Kumamoto University |
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Principal Investigator |
真下 茂 熊本大学, パルスパワー科学研究所, 教授 (90128314)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
藤井 宗明 熊本大学, パルスパワー科学研究所, 准教授 (10181322)
渋谷 秀敏 熊本大学, 自然科学研究科, 教授 (30170921)
下條 冬樹 熊本大学, 自然科学研究科, 教授 (60253027)
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| Project Period (FY) |
2011-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 衝撃圧縮 / 状態方程式 / 圧力スケール / 金、白金 / 軽元素物質の金属化 / 地球・惑星内部 / タングステン、銅 / MgO |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は衝撃銃を用いて圧力スケール物質の常温・高温出発のユゴニオと軽元素物質の衝撃圧縮下の電気抵抗の計測を行い、地球内部と外惑星の内部、磁場の成因を探ろうとするものである
平成26年度は、一段式火薬銃と二段式軽ガス銃に、回転鏡式流しカメラとロングパルス色素レーザと組み合わせた世界最高精度の高速流しカメラシステムによって25年度までの銅、タングステン，金、白金に引き続いてMgOのVISARを用いて<100>と<110>方向の粒子速度履歴を50 GPa以上まで測定し、流しカメラを用いた平面鏡法によってユゴニオを100 GPa以上まで確定した。またタングステンに続いて銅、金について、衝撃圧縮下の強度を決めるためにVISARによる粒子速度履歴を計測し、強度を補正して室温の静水圧縮曲線を導出した。25年度までのタングステン、銅、金の予備実験の予備実験に引き続いて、高周波加熱と高速流しカメラシステムを用いてタングステンと金で出発状態が800℃と600℃のユゴニオを高精度に計測し、この結果と常温出発のユゴニオを用いてグリューナイゼン定数を直接議論した。これらの実験によって、金、タングステン、銅の状態方程式の確定し、さらに、静的圧縮実験の新しい金圧力スケールを確立し、白金、MgO、ルビー圧力スケールの確立のメドを立て、地球内部の層境界に関する新たな精密な議論が可能となった。
水について、サファイアとCVDダイヤモンドをアンビルに用い、多重衝撃圧縮によって温度を押さえて電気抵抗を測定した。その結果、これまで報告されていた値に比べて高い、また、温度にあまり依存しない電気抵抗値が計測された。また、水素などの測定に向けて、20 Kまで試料を冷却できる観測室と、試料と駆動ガスに水素を使うために防爆型換気扇、水素センサーなどを整備した。これまでの実験によって水の100 GPa以上までの電気抵抗が明らかとなり、天王星、海王星の内部構造と磁界の成因を議論した。
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| Research Progress Status |
26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 |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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