| 研究課題/領域番号 |
21K03711
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分17040:固体地球科学関連
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| 研究機関 | 公益財団法人高輝度光科学研究センター |
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研究代表者 |
河口 沙織 公益財団法人高輝度光科学研究センター, 放射光利用研究基盤センター, 主幹研究員 (00773011)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2022年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2021年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
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| キーワード | ダイヤモンドアンビルセル / X線回折計測技術 / 隕石・小惑星衝突 / 高温・高圧条件 / その場時分割測定 / 時分割XRD計測 / 動的環境 / 急激加熱実験 / 急激加減圧実験 / オペランドXRD測定 / 急激圧縮実験 / カイネティクス / 隕石衝突 / 始原地球 / X線回折 / 多重極限環境 / 動的圧縮 / オペランド測定 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究ではダイヤモンドアンビルセルと高エネルギーX線利用を組み合わせ、圧力・温度・歪など、様々な複合環境条件変化と同期したサブミリ秒レベルでの高速X線回折測定技術の確立を目的とする。マイクロ-ミリ秒オーダーの瞬間的変化過程における化学反応、非平衡な相変化のカイネティクスの可視化を可能にし、開発したシステムにより未踏である、隕石衝突の実験による再現、反応機構解明を行うことが本研究のゴールである。
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| 研究成果の概要 |
近年、隕石衝突条件を再現してのその場観察など、動的条件下での反応速度の解明や反応過程の可視化が求められている。そこで本研究では、なかでも急激な圧力・温度変化下での結晶構造変化プロセスを観察するために、SPring-8 BL10XUにおいて、高速2次元X線検出器、レーザー加熱・温度計測システム、およびダブルメンブレン駆動式DACと新規ガス圧制御システムを同期させたDACを用いたサブミリ秒in situ XRD測定システムを開発した。本システムにより、レーザー加熱による5000Kまでの瞬間加熱・急冷実験が可能となり、また、高速加減圧中におけるDAC中の試料の構造変化の可視化が可能となった。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
近年、隕石衝突条件を再現してのその場観察など、動的条件下での反応速度の解明や反応過程の可視化が求められている。そこで本研究では、なかでも急激な圧力・温度変化下での結晶構造変化プロセスを観察するために、世界で初めてSPring-8 BL10XUにおいて、高速2次元X線検出器、レーザー加熱・温度計測システム、およびダブルメンブレン駆動式DACと新規ガス圧制御システムを同期させたDACを用いたサブミリ秒in situ XRD測定システムを開発した。本研究により開発されたシステムは、汎用性の高いものであり、地球科学分野に閉じず、機能性材料探求を目的とする実験のなど、広い分野の研究に応用されている。
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