| 研究領域 | 高温高圧中性子実験で拓く地球の物質科学 |
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| 研究課題/領域番号 |
20103004
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| 研究機関 | 独立行政法人日本原子力研究開発機構 |
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研究代表者 |
片山 芳則 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 量子ビーム応用研究部門, 研究主幹 (20224462)
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| 研究分担者 |
服部 高典 , 量子ビーム応用研究部門, 研究副主幹 (10327687)
千葉 文野 慶應義塾大学, 理工学部, 助教 (20424195)
鈴谷 賢太郎 , J-PARCセンター, 研究主幹 (50354684)
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| キーワード | 液体 / 非晶質 / 構造 / 高圧 / 中性子 / 水 / 金属 / 放射光 |
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| 研究概要 |
本研究は、J-PARCパルス中性子源に総括班が建設する「高温高圧中性子散乱ビームライン」を用いて、世界的にユニークな高温高圧下での液体の実験を実現し、高密度液体の分野で新現象を発見することを旧指している。本年度は高温高圧中性子散乱ビームライン設計・建設への協力と、中性子実験法の開発、放射光による関連する研究、学会等での成果発表および情報収集を行った。1. 液体の測定に必要な条件の検討を行い、総括班研究支援担当が行う高温高圧中性子散乱ビームラインの設計・建設に協力した。2. 小型プレスと対向アンビルを組み合わせて、放射光を用いた圧力発生試験を行い、10GPa近くまでの圧力発生に成功するとともに、中性子実験用のガスケットの設計の最適化に役立つ知見を得た。また、ビームラインで実際に使用が予定されている6-6式の加圧を行えるよう準備した。さらに既存の中性子ビームラインでの高圧実験を試み、中性子回折データが取得できることを確認した。3. 液体の構造モデル構築に向けて水の分子動力学シミュレーションを行った。これまで我々が測定してきた高圧下のX線回折実験の結果と比較し、数GPaの圧力領域では、経験ポテンシャルが非常によく実験結果を再現するが、常圧付近および10GPaを超える圧力では一致が悪くなることを明らかにした。4. 放射光による高温高圧下の水の構造研究の結果、すなわち高温高圧下では、常圧での特徴的な構造が消失していくことを、分子動力学シミュレーション結果とともに論文にまとめ出版した。また放射光を用いたV族液体や液体金属の高圧回折実験など今後の中性子実験と関連する実験を行い、一部成果を発表した。採用を予定していた研究支援者が直前に辞退する、という予想外の事態が起きたが、そのための費用を用いて、今後の実験でのバックグラウンド低減に必要なスリット等を整備した。以上によって、今後予定している中性子実験の準備を進めることができた。
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