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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

研究課題

研究課題/領域番号 17K18813
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
研究分野 地球惑星科学およびその関連分野
研究機関大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構

研究代表者

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)

研究期間 (年度) 2017-06-30 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2019年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2018年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワードSiO2ガラス / 水ガラス / 非晶質 / 相転移カイネティクス / 静的圧縮 / 動的圧縮 / 相転移カイネティクスモデル / 粘性測定 / 小角X線散乱測定 / X線光子相関分光法 / 含水SiO2ガラス / 相転移ダイナミクスモデル / ケイ酸塩メルト / 小角X線散乱 / コヒーレントX線 / 超高圧 / マグマ / 粘性
研究成果の概要

本研究では、水-ケイ酸塩系のダイナミクスに関して、以下の成果を得た。
水ガラス(Na2O-SiO2-H2O系)について、その構造を理解する鍵となる特徴的な低Q回折ピークの起源が、Na2Oに富むクラスター内のNa-Naの相関であることを解明した。数万気圧までの加圧により、水ガラスの構造は均一化し、このピークは消失する。また、非晶質の相転移カイネティクスについて、エネルギー準位と活性化エネルギーの幅を定式化したモデルを提案し、SiO2ガラスの永久高密度化現象に関する各種の実験データを再現することに成功した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

マグマの振る舞いを理解する上で、水-ケイ酸塩系の混和-不混和の相転移は重要である。水ガラスに関する研究成果は、この相転移の際の構造変化に関する直接的な情報を与えるものである。また、マグマの振る舞いを理解する上で、液体の相転移ダイナミクスは重要である。非晶質の相転移カイネティクスに関する研究成果は、ガラスを対象としており、液体の相転移カイネティクスのモデルの検討に繋がるものである。

報告書

(6件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (47件)

すべて 2022 2021 2020 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (16件) (うち国際共著 1件、 査読あり 13件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (31件) (うち国際学会 3件、 招待講演 3件)

  • [雑誌論文] Conceptual design of the Hybrid Ring with superconducting linac2022

    • 著者名/発表者名
      Harada Kentaro、Funamori Nobumasa、Yamamoto Naoto、Shimosaki Yoshito、Shimada Miho、Miyajima Tsukasa、Umemori Kensei、Sakai Hiroshi、Nakamura Norio、Sakanaka Shogo、Kobayashi Yukinori、Honda Tohru、Nozawa Shunsuke、Nakao Hironori、Niwa Yasuhiro、Wakabayashi Daisuke、Amemiya Kenta、Igarashi Noriyuki
    • 雑誌名

      Journal of Synchrotron Radiation

      巻: 29 号: 1 ページ: 118-124

    • DOI

      10.1107/s1600577521012753

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Structure of sodium silicate water glass: X-ray scattering experiments and force-field molecular dynamics simulations2022

    • 著者名/発表者名
      Noritake Fumiya、Sato Tomoko、Yamamoto Akane、Wakabayashi Daisuke、Urakawa Satoru、Funamori Nobumasa
    • 雑誌名

      Journal of Non-Crystalline Solids

      巻: 579 ページ: 121370-121370

    • DOI

      10.1016/j.jnoncrysol.2021.121370

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] X-ray zooming microscopy with two Fresnel zone plates2022

    • 著者名/発表者名
      Wakabayashi Daisuke、Suzuki Yoshio、Shibazaki Yuki、Sugiyama Hiroshi、Hirano Keiichi、Nishimura Ryutaro、Hyodo Kazuyuki、Igarashi Noriyuki、Funamori Nobumasa
    • 雑誌名

      Review of Scientific Instruments

      巻: 93 号: 3 ページ: 033701-033701

    • DOI

      10.1063/5.0070720

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] X-ray zooming optics for analyzer-based multi-contrast computed tomography2022

    • 著者名/発表者名
      Hirano Keiichi、Sugiyama Hiroshi、Nishimura Ryutaro、Wakabayashi Daisuke、Suzuki Yoshio、Igarashi Noriyuki、Funamori Nobumasa
    • 雑誌名

      Journal of Synchrotron Radiation

      巻: 29 号: 3 ページ: 787-793

    • DOI

      10.1107/s1600577522001412

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Kinetic model for phase transformation of noncrystalline solids: Application to permanent densification of SiO2 glass2021

    • 著者名/発表者名
      Wakabayashi Daisuke、Funamori Nobumasa、Sato Tomoko
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 103 号: 14 ページ: 144104-144104

    • DOI

      10.1103/physrevb.103.144104

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of sulfur on sound velocity of liquid iron under Martian core conditions2020

    • 著者名/発表者名
      Nishida, K., Shibazaki, Y., Terasaki, H., Higo, Y., Suzuki, A., Funamori, N., and Hirose, H.
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 11 号: 1 ページ: 1954-1954

    • DOI

      10.1038/s41467-020-15755-2

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] In situ observation of the phase transition behavior of shocked baddeleyite.2020

    • 著者名/発表者名
      Sota Takagi, Atsushi Kyono, Shunsuke Nozawa, Nobuaki Kawai, Koji Inukai, Ryo Fukaya, Nobumasa Funamori, Shin‐ichi Adachi, Kouhei Ichiyanagi
    • 雑誌名

      Geophysical Research Letters

      巻: 47 号: 17 ページ: 1-8

    • DOI

      10.1029/2020gl089592

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] X-ray and Neutron Study on the Structure of Hydrous SiO2 Glass up to 10 GPa2020

    • 著者名/発表者名
      Urakawa Satoru、Inoue Toru、Hattori Takanori、Sano-Furukawa Asami、Kohara Shinji、Wakabayashi Daisuke、Sato Tomoko、Funamori Nobumasa、Funakoshi Ken-ichi
    • 雑誌名

      Minerals

      巻: 10 号: 1 ページ: 84-84

    • DOI

      10.3390/min10010084

    • NAID

      120006839438

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Development of shock-dynamics study with synchrotron-based time-resolved X-ray diffraction using an Nd:glass laser system2020

    • 著者名/発表者名
      Takagi Sota、Ichiyanagi Kouhei、Kyono Atsushi、Nozawa Shunsuke、Kawai Nobuaki、Fukaya Ryo、Funamori Nobumasa、Adachi Shin-ichi
    • 雑誌名

      Journal of Synchrotron Radiation

      巻: 27 号: 2 ページ: 371-377

    • DOI

      10.1107/s1600577519016084

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Coexistence of two states in optically homogeneous silica glass during the transformation in short-range order2018

    • 著者名/発表者名
      Sato Tomoko、Funamori Nobumasa、Wakabayashi Daisuke、Nishida Keisuke、Kikegawa Takumi
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 98 号: 14

    • DOI

      10.1103/physrevb.98.144111

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] High-pressure in-situ XAFS-XRD measurements of liquid iodine with MAX802018

    • 著者名/発表者名
      D. Wakabayashi, N. Funamori, T. Kikegawa, K. Watanabe, S. Kohara, H. Nitani, Y. Niwa, Y. Takeichi, H. Abe, and M. Kimura
    • 雑誌名

      Photon Factory Highlights 2017

      巻: N/A ページ: 22-23

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] High-pressure glass formation of a series of 1-alkyl-3-methylimidazolium bis(trifluoromethanesulfonyl)imide homologues2018

    • 著者名/発表者名
      Yoshimura Yukihiro、Takekiyo Takahiro、Koyama Yoshihiro、Takaku Mayumi、Yamamura Misaho、Kikuchi Natsumi、Wakabayashi Daisuke、Funamori Nobumasa、Matsuishi Kiyoto、Abe Hiroshi、Hamaya Nozomu
    • 雑誌名

      Physical Chemistry Chemical Physics

      巻: 20 号: 1 ページ: 199-205

    • DOI

      10.1039/c7cp06594a

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Long Periodic Structure of a Room-Temperature Ionic Liquid by High-Pressure Small-Angle X-Ray Scattering and Wide-Angle X-Ray Scattering: 1-Decyl-3-Methylimidazolium Chloride2018

    • 著者名/発表者名
      Abe Hiroshi、Hamaya Nozomu、Koyama Yoshihiro、Kishimura Hiroaki、Takekiyo Takahiro、Yoshimura Yukihiro、Wakabayashi Daisuke、Funamori Nobumasa、Matsuishi Kiyoto
    • 雑誌名

      ChemPhysChem

      巻: in press 号: 12 ページ: 1441-1447

    • DOI

      10.1002/cphc.201701273

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nature of the transformation in liquid iodine at 4 GPa2017

    • 著者名/発表者名
      Wakabayashi Daisuke、Funamori Nobumasa、Kikegawa Takumi、Watanabe Kazuki、Kohara Shinji、Nitani Hiroaki、Niwa Yasuhiro、Takeichi Yasuo、Abe Hitoshi、Kimura Masao
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 96 号: 2

    • DOI

      10.1103/physrevb.96.024105

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 放射光によるSiO2 ガラスの構造と物性の高圧下その場観察2017

    • 著者名/発表者名
      佐藤友子、船守展正
    • 雑誌名

      セラミックス

      巻: 52 ページ: 352-356

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Highly Accurate Sound Velocity Measurement in Liquid Fe-S System under High Pressure2017

    • 著者名/発表者名
      Keisuke Nishida、Akio Suzuki、Yuki Shibazaki、Daisuke Wakabayashi、Nobumasa Funamori
    • 雑誌名

      High Pressure, Photon Factory Activity Report 2016 (Part A: Highlight and Facility Report #34)

      巻: 34 ページ: 40-41

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] KEK-PFにおけるリモート実験2022

    • 著者名/発表者名
      船守展正、山田悠介
    • 学会等名
      第35回日本放射光学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] BL-20BにおけるChannel-cut型X線コンデンサ2022

    • 著者名/発表者名
      杉山弘、平野馨一、若林大佑、鈴木芳生、五十嵐教之、船守展正
    • 学会等名
      第35回日本放射光学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 2つのFZPを用いた結像型X線ズーミング顕微鏡2022

    • 著者名/発表者名
      若林大佑、鈴木芳生、柴崎裕樹、杉山弘、平野馨一、西村龍太郎、兵藤一行、五十嵐教之、船守展正
    • 学会等名
      第35回日本放射光学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 偏光特性を活用した核共鳴前方散乱法によるFe型化合物の軌道秩序とその揺らぎの観測2022

    • 著者名/発表者名
      小林寿夫、池田修吾、神田智弘、河智史朗、柴崎裕樹、岸本俊二、船守展正
    • 学会等名
      2021年度量子ビームサイエンスフェスタ
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 3次元X線ズーミング顕微鏡の開発2022

    • 著者名/発表者名
      平野馨一、若林大佑、杉山弘、柴崎裕樹、西村龍太郎、鈴木芳生、五十嵐教之、船守展正
    • 学会等名
      2021年度量子ビームサイエンスフェスタ
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Simplified x-ray zooming optics for analyzer-based multi-contrast imaging2022

    • 著者名/発表者名
      Keiichi Hirano, Hiroshi Sugiyama, Ryutaro Nishimura, Daisuke Wakabayashi, Yoshio Suzuki, Noriyuki Igarashi, Nobumasa Funamori
    • 学会等名
      SRI2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] CuInS2ナノ粒子の粒子間隔と光学特性II2021

    • 著者名/発表者名
      丹羽正貴、大野圭太、林純一、葛谷俊博、関根ちひろ、武田圭生、濱中泰、若林大佑、佐藤友子、船守展正
    • 学会等名
      第62回高圧討論会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 高空間分解能イメージングシステムの導入とPF AR-NE1Aの将来運用2021

    • 著者名/発表者名
      柴崎裕樹、船守展正
    • 学会等名
      第62回高圧討論会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 地球内部における水ケイ酸塩流体の構造に関する研究 22020

    • 著者名/発表者名
      山本あかね、佐藤友子、船守展正、若林大佑、浦川啓、服部高典
    • 学会等名
      第61回高圧討論会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 時分割 X 線回折による SiO2 ガラスの高密度化観察2020

    • 著者名/発表者名
      佐藤友子、船守展正、柴崎裕樹
    • 学会等名
      第61回高圧討論会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 地球内部における水ケイ酸塩流体の構造に関する研究2019

    • 著者名/発表者名
      山本あかね、佐藤友子、船守展正、若林大佑、浦川啓
    • 学会等名
      第60回高圧討論会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] AgInS2ナノ粒子の高圧下発光特性と構造2019

    • 著者名/発表者名
      大野圭太、仲条一輝、林純一、葛谷俊博、関根ちひろ、武田圭生、濱中泰、若林大佑、佐藤友子、船守展正
    • 学会等名
      第60回高圧討論会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] CuInS2ナノ粒子の高圧下発光特性と構造2019

    • 著者名/発表者名
      仲条一輝、大野圭太、林純一、葛谷俊博、関根ちひろ、武田圭生、濱中泰、若林大佑、佐藤友子、船守展正
    • 学会等名
      第60回高圧討論会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 3YTZPの静的・動的圧縮下での挙動のその場観察2019

    • 著者名/発表者名
      髙木壮大、一柳光平、川合伸明、深谷亮、野澤俊介、興野純、船守展正、足立伸一
    • 学会等名
      第32回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] ナノ秒時間分解XRDを用いた衝撃下における正方晶安定化ジルコニアの変態強化過程のその場観察2019

    • 著者名/発表者名
      髙木壮大、一柳光平、川合伸明、深谷亮、野澤俊介、興野純、船守展正、足立伸一
    • 学会等名
      2018年度量子ビームサイエンスフェスタ
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 高圧下におけるシリカガラス2018

    • 著者名/発表者名
      佐藤友子、若林大佑、船守展正
    • 学会等名
      第79回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] High-pressure in-situ XAFS-XRD measurements with MAX80 at PF-AR NE5C2018

    • 著者名/発表者名
      D. Wakabayashi, N. Funamori, T. Kikegawa, K. Watanabe, S. Kohara, H. Nitani, Y. Niwa, Y. Takeichi, H. Abe, M. Kimura
    • 学会等名
      SRI 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Seamless structural transformations of SiO2 glass under high pressure2018

    • 著者名/発表者名
      D. Wakabayashi, T. Sato, and N. Funamori
    • 学会等名
      ICG Annual Meeting 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] イットリア添加正方晶ジルコニアの静的・動的圧縮下での挙動2018

    • 著者名/発表者名
      髙木壮大、一柳光平、川合伸明、野澤俊介、深谷亮、興野純、船守展正、足立伸一
    • 学会等名
      第58回高圧討論会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] PFにおける高圧下その場XAFS測定システムの開発2018

    • 著者名/発表者名
      若林大佑、渡邉一樹、亀卦川卓美、船守展正
    • 学会等名
      第58回高圧討論会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 高圧下におけるSiO2ガラスの相転移カイネティクス2018

    • 著者名/発表者名
      若林大佑、船守展正、佐藤友子
    • 学会等名
      第58回高圧討論会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 圧下における半導体ナノ粒子MInS2(M=Cu,Ag)の発光と構造2018

    • 著者名/発表者名
      武田圭生、澤口健文、仲条一輝、林純一、葛谷俊博、関根ちひろ、濱中泰、若林大佑、佐藤友子、船守展正
    • 学会等名
      第58回高圧討論会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] ルビジウムジャーマネートガラスの圧力誘起局所構造変化2018

    • 著者名/発表者名
      吉田桃太朗、大西佑輝、有馬寛、若林大佑、舟越賢一、船守展正、大高理
    • 学会等名
      第58回高圧討論会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 衝撃実験から迫るAlCuFe準結晶鉱物の形成起源2018

    • 著者名/発表者名
      髙木壮大、一柳光平、深谷亮、野澤俊介、川合伸明、興野純、船守展正、足立伸一
    • 学会等名
      2017年度量子ビームサイエンスフェスタ
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 高強度レーザー誘起衝撃圧縮下における構造・反応ダイナミクス2018

    • 著者名/発表者名
      一柳光平、髙木壮大、川合伸明、野澤俊介、深谷亮、福本恵紀、若林大佑、興野純、中村一隆、船守展正、足立伸一
    • 学会等名
      2017年度量子ビームサイエンスフェスタ
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] フォトンファクトリーにおける鉱物科学の将来展望2017

    • 著者名/発表者名
      若林大佑、亀卦川卓美、船守展正
    • 学会等名
      日本鉱物科学会2017年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] SiO2ガラスの圧力誘起相転移の大規模分子動力学シミュレーション2017

    • 著者名/発表者名
      若林大佑、船守展正、下條冬樹
    • 学会等名
      第58回高圧討論会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] イミダゾリウム系イオン液体のlow-Qピークの圧力応答2017

    • 著者名/発表者名
      菊地なつみ、高久真由美、山村実早保、浜谷望、岸村浩明、阿部洋、若林大佑、船守展正、竹清貴浩、吉村幸浩
    • 学会等名
      第58回高圧討論会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] イオン液体の高圧誘起ハイブリッド層構造2017

    • 著者名/発表者名
      阿部洋、浜谷望、小山良尋、岸村浩明、竹清貴浩、吉村幸浩、若林大佑、船守展正、松石清人
    • 学会等名
      第58回高圧討論会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 液体ヨウ素の圧力誘起構造変化:XAFS-XRDデータのRMC解析2017

    • 著者名/発表者名
      若林大佑、亀卦川卓美、渡邉一樹、小原真司、仁谷浩明、丹羽尉博、武市泰男、阿部仁、木村正雄、船守展正
    • 学会等名
      第58回高圧討論会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 20GPaまでのFe-S系メルトの音速測定 II2017

    • 著者名/発表者名
      西田圭佑、柴崎裕樹、戸邉宙、寺崎英紀、肥後祐司、若林大佑、船守展正、鈴木昭夫
    • 学会等名
      第58回高圧討論会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-07-21   更新日: 2023-01-30  

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