2019 Fiscal Year Annual Research Report
ハイパワーレーザーショックとXFELを用いた溶融鉄合金の総合的理解
Publicly Offered Research
Project Area | Interaction and Coevolution of the Core and Mantle: Toward Integrated Deep Earth Science |
Project/Area Number |
18H04368
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Research Institution | Osaka University |
Principal Investigator |
尾崎 典雅 大阪大学, 工学研究科, 准教授 (70432515)
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Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2020-03-31
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Keywords | パワーレーザー / 衝撃圧縮 / 鉄合金 / 輸送特性 / 状態方程式 |
Outline of Annual Research Achievements |
大阪大学レーザー科学研究所のハイパワーレーザーを用いたレーザーショック実験により、高温高圧の液体金属の状態を生成し、高精度ユゴニオデ ータの蓄積を行った。1-3E13 W/cmまでのエネルギー密度でターゲット照射を行うことにより、鉄合金の圧力150-400 GPa、温度5,000-14,000 Kレンジの超高圧高温状態の生成を確認した。独自に開発したターゲットにより、鉄合金試料中での衝撃波減衰の効果を補正した高精度データの取得に成功した。鉄合金試料は、クォーツまたは酸化マグネシウムウィンドウ上にCVD法によって成膜した。鉄合金内部を伝搬する衝撃波の速度は、試料厚を一定値で伝搬する平均値として最初に決定する。次に同じショットで同時に得られる参照物質内の衝撃波減衰の勾配と、鉄合金/酸化マグネシウムウィンドウ界面直後の粒子速度をから、鉄合金試料内の衝撃波速度減衰の勾配を推定し、平均速度からの補正を行なった。この補正を数回繰り返すことにより、より信頼性の高いユゴニオデータとユゴニオ衝撃圧縮曲線を決定できることを実証した。また同様のターゲットショットにおいて、これまでの研究で確立されてきた光反射率計測と熱放射計測も合わせて行うことで、溶融鉄合金の電気伝導度および熱伝導度を明らかにするためのデータも蓄積した。衝撃圧縮下の圧力-密度-温度が特定された輸送特性実験データと第一原理計算との比較検討を開始した。 さらに、決定された鉄合金衝撃圧縮曲線上の、150 GPa程度までの超高圧高温の状態について、フェムト秒パルスのX線自由電子レーザープローブを照射して得られた超高速X線回折パターンに関する検討も進めることができた。ケイ素含有量の異なる鉄合金(Si 6-16質量%)について既存の静的圧縮実験と比較した結果、相転移圧力やカイネティクスに有意な影響があることが示唆された。
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Research Progress Status |
令和元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 |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Presentation] X線自由電子レーザーによるダイヤモンド超高速変形のその場観察2020
Author(s)
Kento Katagiri, Norimasa Ozaki, Leora Dresselhaus-Cooper, Jon H. Eggert, Yuichi Inubushi, Takeshi Matsuoka, Kohei Miyanishi, Norimasa Nishiyama, Keiichi Sueda, Toshimori Sekine, Yusuke Seto, Yoshinori Tange, Tetsuo Irifune, Tadashi Togashi, Yuhei Umeda, Makina Yabashi, Toshinori Yabuuchi, Ryosuke Kodama
Organizer
レーザー学会学術講演会第40回年次大会
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[Presentation] カルサイトCaCO3に関する高エネルギー衝突模擬実験2020
Author(s)
Norimasa Ozaki, Yuhei Umeda, Takeshi Matsuoka, Kento Katagiri, Ryosuke Kodama, Kohei Miyanishi, Yoshimori Sekine, Keita Fukui, Takayoshi Sano
Organizer
レーザー学会学術講演会第40回年次大会
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[Presentation] 極限環境下の炭素の振る舞いに関する研究2020
Author(s)
尾崎典雅, 片桐健登, 細見実, 松岡健之, 梅田悠平, 佐野孝好, 兒玉了祐, 西山宣正,瀬戸雄介, 入舩徹男, 丹下慶範, 犬伏雄一, 富樫格, 籔内俊毅, 宮西宏併, 末田敬一, 矢橋牧名, Leora Dresselhous-Cooper, Jon Eggert, 関根利守
Organizer
日本物理学会第75回年次大会
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[Presentation] フェムト秒レーザー誘起衝撃波によるシリコン同素体の凍結に関する研究2020
Author(s)
Daisuke Sagae, Norimasa Ozaki, Keiichiro Mukai, Ryosuke Kodama, Takeshi Matsuoka, Takahisa Syobu, Aki Tominaga, Yusuke Seto, Yasunaga Nara, Reina Miyagawa,
Organizer
レーザー学会学術講演会第40回年次大会
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[Presentation] Small Angle X-Ray Scattering with Sub-Micron Rod-assembly Target at SACLA2019
Author(s)
Masato Ota, Melanie Rodel, Shunsuke Egashira, Tomohiro Izumi, Tatiana Pikuz, Alexander S Pirozhkov, Alejandro Garcia Laso, Alessio Morace, Takumi Minami, Yuji Fukuyama, Yuto Maeda, Bruno Albertazzi, Michel Koenig, Toshinori Yabuuchi, Ozaki Norimasa
Organizer
IFSA 2019
Int'l Joint Research
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[Presentation] Observation of Ultra-High Energy Density State with X-Ray Free Electron Laser SACLA2019
Author(s)
Yuto Maeda, Kohei Miyanishi, Youichiro Hironaka, Yuji Hukuyama, Neo Hujiwara, Hiroki Kato, Toshihiro Iwasaki, Youichi Sakawa, Tomohiro Izumi, Shunsuke Egashira, Naoki Higashi, Yasuhiko Sentoku, Ryosuke Kodama, Norimasa Ozaki, Takeshi Matsuoka, Toshihiro Somekawa, Toshinori Yabuuchi, Keiichi Sueda
Organizer
IFSA 2019
Int'l Joint Research
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[Presentation] In-Situ Observation of Crystal Structure Transitions of Austenitic Stainless Steel Under Shock Compression and Release Using X-Ray Free Electron Laser2019
Author(s)
Kohei Miyanishi, Takeshi KURITA, Youichiro HIRONAKA, Keisuke SHIGEMORI, Takeshi MATSUOKA, Norimasa OZAKI, Eisuke MIURA, Takeshi WATARI, Yoshio MIZUTA, Yuki KABEYA, Yoshinori KATO, Toshiki YABUUCHI, Yuichi INUBUSHI, Tadashi TOGASHI, Makina YABASHI, Norio KURITA, Ryunosuke KURODA, Ryosuke KODAMA
Organizer
IFSA 2019
Int'l Joint Research / Invited
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[Presentation] Hugoniot Data of MgSiO3 under the Planetary Impact Conditions2019
Author(s)
Yuhei Umeda, Norimasa Ozaki, Toshimori Sekine, Bruno Albertazzi, Alessandra Benuzzi-Mounaix, Riccardo Bolis, Marco Guaruaglini, Kento Katagiri, Ryosuke Kodama, Michel Koeing, Kohei Miyanishi, Shintaro Morioka, Toyohito Nishikawa, Shugo Ohi, Alessandra Ravasio, Yoichi Sakawa, Takayoshi Sano, Tomoko Sato
Organizer
IFSA 2019
Int'l Joint Research
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[Presentation] The Role of Hot Electrons on Ultrahigh Pressure Generation Relevant to Shock Ignition Conditions2019
Author(s)
Keisuke Shigemori, Yuji Fukuyama, Yoichiro Hironaka, Seungho Lee, Hideo Nagatomo, Hiroaki Nishimura, Shinsuke Fujioka, Kohei Miyanishi, Norimasa Ozaki, Ryosuke Kodama, Takeshi Matsuoka, Dimitri Batani, Jocelain Trela, Philippe Nicolai
Organizer
IFSA 2019
Int'l Joint Research
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[Presentation] Behaviors of Carbon System in Extreme Conditions2019
Author(s)
Norimasa Ozaki, Minoru Hosomi, Kento Katagiri, Takeshi Matsuoka, Kohei Miyanishi, Yuichi Inubushi, Takayoshi Sano, Yusuke Seto, Tadashi Togashi, Yuhei Umeda, Makina Yabashi, Toshinori Yabuuchi, Ryosuke Kodama
Organizer
IFSA 2019
Int'l Joint Research / Invited
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[Presentation] Laser Shock Compression of Matters Under Strong Magnetic Field2019
Author(s)
Nobuki Kamimura, Norimasa Ozaki, Bruno Albertazzi, Yuhei Umeda, Kento Katagiri, Michel Koenig, Florian Kroll, Paul Mabey, Thibault Michel, Shintaro Morioka, Gabriel Rigon, Takayoshi Sano, Ryosuke Kodama
Organizer
IFSA 2019
Int'l Joint Research
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[Presentation] Generation of Residual Stress Field in Metal by an Interference Shockwave2019
Author(s)
Yoichiro Hironaka, Yuki Kabeya, Kohei Miyanishi, Eisuke Miura, Keisuke Sigemori, Takeshi Matsuoka, Norimasa Ozaki, Takashi Kurita, Takeshi Watari, Yoshio Mizuta, Ryunosuke Kuroda, Ryosuke Kodama
Organizer
IFSA 2019
Int'l Joint Research
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[Presentation] Laser-shock compression of nano-polycrystalline diamond2019
Author(s)
Kento Katagiri, Norimasa Ozaki, Norimasa Nishiyama, Leora Dresselhaus-Cooper, Yuichi Inubushi, Takeshi Matsuoka, Kohei Miyanishi, Shintaro Morioka, Yusuke Seto, Yoshinori Tange, Tetsuo Irifune, Tadashi Togashi, Yuhei Umeda, Makina Yabashi, Toshinori Yabuuchi, Ryosuke Kodama
Organizer
27th International Conference of the AIRAPT
Int'l Joint Research
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[Presentation] Application of LiF Crystal Detector for Highperformance Imaging and Radiography with XFEL Beam,2019
Author(s)
Pikuz, A. Faenov, N. Ozaki, T. Matsuoka, K. Katagiri, D. Sagae, S. Makarov, M. Koenig, P. Mabey, B. Albertazzi, G. Rigon, T. Michel, A. Casner, N. Hartley, T. Yabuuchi, Y. Inubushi, M. Yabashi
Organizer
PIERS 2019T.
Int'l Joint Research / Invited
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[Presentation] Dynamic compression of magnesium hydride in ultrahigh pressure regime using high intensity laser2019
Author(s)
S. Morioka, N. Ozaki, M. Hosomi, T. Okuchi, T. Sano, T. Matsuoka, K. Miyanishi, Y. Umeda, R. Hazama, K. Katagiri, T. Nishikawa, K. Mukai, K. Mukai, N. Kamimura, D. Sagae, R. Maki, K. Fukui, R. Kodama
Organizer
21st Biennial Conference of the APS Topical Group on Shock Compression of Condensed Matter
Int'l Joint Research
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[Presentation] ショックユゴニオとリリース計測による珪酸塩鉱物の液体金属状態に関する研究2019
Author(s)
尾崎典雅, 梅田悠平, 佐藤友子, ALBERTAZZI Bruno, BENUZZI-MOUNAIX Alessandra, BOLIS Riccardo, GUARGUAGINI Marco, 片桐健登, 兒玉了祐, KOENIG Michel, 宮西宏併, 森岡慎太郎, 西川豊人, 大井修吾, RAVASIO Alessandra, 坂和洋一, 佐野孝好, 関根利守
Organizer
第60回高圧討論会
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[Presentation] XFELを用いた衝撃誘起ナノ多結晶化プロセスの直接観察 ,2019
Author(s)
尾崎典雅, 丹下慶範, 中島彰吾, ALBERTAZZI Bruno, FAENOV Anatoly, HARTLEY Nicholas, 犬伏雄一, 片桐健登, KOENIG Michel, 松岡健之, 松山智至, 宮西宏併, 奥地拓生, PIKUZ Tatiana, 坂田修身, 佐藤友子, 関根利守, 瀬戸雄介, 田中和夫, 冨樫格, 矢橋牧名, 籔内俊毅, 山内和人, 兒玉了祐
Organizer
第60回高圧討論会
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[Presentation] ナノ多結晶ダイヤモンドのレーザー衝撃圧縮2019
Author(s)
片桐健登, 尾崎典雅, DRESSELHAUS-COOPER Leora, EGGERT Jon, 犬伏雄一, 松岡健之, 宮西宏併, 森岡信太郎, 西山宣正, 関根利守, 瀬戸雄介, 丹下慶範, 入舩徹男, 富樫格, 梅田悠平, 矢橋牧名, 籔内俊毅, 兒玉了祐
Organizer
第60回高圧討論会
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[Presentation] γ-Si3N4のレーザー衝撃圧縮実験と安定固体相に関する検討2019
Author(s)
石田航大, 西山宣正, 神島悠司, 細見実, 梅田悠平, 片桐健登, 上村伸樹, 兒玉了祐, 佐野孝好, 福井敬也, 宮西宏併, 向井幹二, 森岡伸太郎, 尾崎典雅
Organizer
第60回高圧討論会
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[Presentation] XFELを用いた衝撃誘起ナノ多結晶化プロセスの直接観察と展開2019
Author(s)
中島彰吾, 丹下慶範, ALBERTAZZIBruno, FAENOVAnatoly, HARTLEYNicholas, 犬伏雄一, 片桐健登, 兒玉了祐, KOENIGMichel, 松岡健之, 松山智至, 宮西宏併, 奥地拓生, PIKUZTatiana, 坂田修身, 佐藤友子, 関根利守, 瀬戸雄介, 田中和夫, 冨樫格, 矢橋牧名, 籔内俊毅, 山内和人, 尾崎典雅
Organizer
第60回高圧討論会
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[Presentation] カンラン石及び同高圧相のレーザー衝撃圧縮時間分解その場X線回折2019
Author(s)
奥地拓生, PUREVJAV Narangoo, 尾崎典雅, 瀬戸雄介, 松岡健之, 梅田悠平, 片桐健登, 森岡信太朗, 富岡尚敬, 関根利守, 飯高敏晃, 薮内俊毅, 宮西宏併, 矢橋牧名, 兒玉了祐
Organizer
第60回高圧討論会
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[Presentation] 衝撃波誘起残留応力場の生成2019
Author(s)
弘中陽一郎, 壁谷悠希, 宮西宏併, 三浦永祐, 重森啓介, 松岡健之, 尾崎典雅, 栗田隆史, 渡利威士, 水田好雄, 黒田隆之助, 兒玉了祐
Organizer
第60回高圧討論会
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[Presentation] Hugoniot measurements for silicate: Understanding silicate magma under the planetary impacts2019
Author(s)
Yuhei Umeda, Norimasa Ozaki, Toshimori Sekine, Bruno Albertazzi, Alessandra Benuzzi-Mounaix, Riccardo Bolis, Marco Guaruaglini, Kento Katagiri, Kodama Ryosuke, Michel Koeing, Kohei Miyanishi, Shintaro Morioka, Toyohito Nishikawa, Syugo Ohi, Alessandra Ravasio, Yoichi Sakawa, Takayoshi Sano, Tomoko Sato
Organizer
日本地球惑星科学連合2019年大会
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[Presentation] Study on transport properties of liquid iron and iron alloy under high temperature and high pressure using the laser shock technique2019
Author(s)
Kohei Miyanishi, Norimasa Ozaki, Satoshi Ohmura, Marion Harmand, Andy Krygier, Toyohito Nishikawa, Yuhei Umeda, Shigemori Keisuke, Youichi Sakawa, Takayoshi Sano, Ryosuke Kodama
Organizer
日本地球惑星科学連合2019年大会
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[Presentation] Shock-compressed behavior of quartz by XFEL2019
Author(s)
Tomoko Sato, Yoshinori Tange, Yusuke Seto, Toshimori Sekine, Norimasa Ozaki, Toyohito Nishikawa, Kohei Miyanishi, Kensuke Matsuoka, Ryosuke Kodama, Tadashi Togashi, Yuichi Inubushi, Toshinori Yabuuchi, Makina Yabashi
Organizer
日本地球惑星科学連合2019年大会
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