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2019 年度 実績報告書

角度分散型時間分解X線回折法による3次元衝撃圧縮状態の研究

研究課題

研究課題/領域番号 17K18999
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

一柳 光平  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, 研究員 (70435618)

研究期間 (年度) 2017-06-30 – 2020-03-31
キーワード量子ビーム
研究実績の概要

レーザー誘起衝撃圧縮波により結晶が急速に加圧されたときの固体の応力偏差の変化を観測するために、高強度レーザー駆動の衝撃波と放射光のX線パルスを組み合わせ、X線集光ミラーを用い3 次元で可視化するための角度分散型の時間分解X線回折測定法の技術開発を実施している。プローブとして使用する放射光施設(Photon-Factory Advanced Ring: PF-AR)から得られる100ピコ秒の硬X線パルスを使用し、レーザーアブレーションによる衝撃波の駆動には1パルス、16 Jの高強度ガラスレーザーを衝撃波駆動源として用いた。面心立方格子の金属であるアルミ二ウムのピコ秒時間分解X線回折から結晶子の微細化と不均一性が増大する過程を明らかにし、回折ピークの幅の統計解析から衝撃圧縮した多結晶アルミニウムの転位密度を定量的に解析することが出来た。真空蒸着器を導入し、レーザー誘起衝撃波を駆動するためのプラスチックアブレーターにアルミニウムを数10 nm蒸着させることで試料へ入るレーザーの時間プロファイルの裾を遮断し、時間プロファイルの裾のアブレーションによる前駆衝撃波を遮断した時間プロファイルの良い衝撃波を形成できることを多結晶アルミニウム箔で確認出来た。また、角度分散X線回折法のテストをAR-NW12AビームラインでX線用ポリクロメータを用いて行い単結晶シリコンの回折パターンを角度を振ることなく測定が可能になり、その角度分散型X線回折測定法の有効性が確認出来た。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [国際共同研究] Guangdong Technion/Israel Institute of Technology(イスラエル)

    • 国名
      イスラエル
    • 外国機関名
      Guangdong Technion/Israel Institute of Technology
  • [国際共同研究] Techion-Israel Institute of Technology(中国)

    • 国名
      中国
    • 外国機関名
      Techion-Israel Institute of Technology
  • [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 ページ: 371~377

    • DOI

      https://doi.org/10.1107/S1600577519016084

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Microstructural deformation process of shock-compressed polycrystalline aluminum2019

    • 著者名/発表者名
      Ichiyanagi Kouhei、Takagi Sota、Kawai Nobuaki、Fukaya Ryo、Nozawa Shunsuke、Nakamura Kazutaka G.、Liss Klaus-Dieter、Kimura Masao、Adachi Shin-ichi
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 9 ページ: 7604

    • DOI

      https://doi.org/10.1038/s41598-019-43876-2

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] In-situ observation of microstructure deformation in shock compressed polycrystalline aluminum using synchrotron source based time-resolved X-ray duffraction2019

    • 著者名/発表者名
      K. Ichiyanagi
    • 学会等名
      4th International conference on Matter and Radiation at Extreme
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Direct observation of the transformation toughening of tetragonal stabilized zirconia under shock deformation condition by ns time-resolved XRD2019

    • 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
      日本地球惑科学連合2019年大会

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公開日: 2021-01-27  

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