研究課題
基盤研究(B)
指向性の高い放射光X線パルスに対してX線集光系を用いることでX線パルスの集光時における発散角を利用したシングルショット型角度分散型時間分解X回折測定法を開発する。このX線パルスを用いたその場計X線回折測法は、通常の放射光を用いたX線回折測定で必要な角度スキャンをせずに１パルスでX線回折測定が可能になる。このシングルショット型角度分散X線回折法によりレーザー衝撃波伝搬下における金属材料の衝撃破壊の転位生成・成長過程を明らかにし、低い歪み速度における破壊メカニズムと異なる衝撃波伝搬下における転位生成・成長のフォノン粘性抵抗因子の基礎理論を構築する。
放射光の硬X線パルスを用いて角度分散型X線回折装置の開発を行った。本研究の実験は主に高エネルギー加速器研究機構のPhoton Factroy Advanced RingのNW14Aビームラインで湾曲多層膜X線集光素子及び時間分解X線回折測定の整備をした。時間分解X線回折測定は、16 keVにピークを持つによる集光法の確立と白色X線パルスを用いシリコン単結晶の弾塑性変形過程の時間分解ラウエ回折測定を行った。この予備測定では、白色X線パルスに同期した１パルスあたり高強度ナノ秒レーザーにより発生した衝撃波が伝搬する過程に起こる弾塑性変形の直性観測を行い、１軸的な圧縮から、塑性破壊による３次元的な破壊に至る過程の観測を行った。この測定により、衝撃圧縮伝搬方向の情報を含む格子面からの回折と、衝撃波伝搬過程と垂直方向の回折を同時かつ空間的に別情報として得ることに成功した。この結果より、高速な弾塑性変形は衝撃波伝搬過程に依存して伝搬方向と伝搬垂直方向が連動して変化することを確認した。この結果をもって、角度分散型X線回折測定法にフィードバックさせることが出来た。また、角度分散型Ｘ線回折法の開発として、シリコン膜にRu/C膜を作成し、湾曲させることで角度発散を付け１パルスでＸ線回折プロファイルを測定できる手法である。本研究の試験として湾曲した多層膜素子を用いて放射光のＸ線パルスを数μmまで集光することが確認できた。また湾曲した多層膜素子のテストをSPring-8のBL40XU EH2でも行い、同様にサイズまで集光出来ることをビームモニターにより確認できた。
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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Chinese Physics B
巻: 33 号: 4 ページ: 046401-046401
10.1088/1674-1056/ad0ec6
Applied Physics Letters
巻: 118 号: 23 ページ: 231901-231901
10.1063/5.0044607
