秒速10km超での固体衝突実験と惑星大気形成過程への応用

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20340128
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 気象・海洋物理・陸水学
• 研究機関: 産業医科大学 (2011); 大阪大学 (2008-2010)
• 研究代表者: 門野 敏彦 産業医科大学, 医学部, 教授 (60359198)
• 研究協力者: 重森 啓介 大阪大学, レーザーエネルギー学研究センター, 准教授 (50335395) ; 弘中 陽一郎 大阪大学, レーザーエネルギー学研究センター, 准教授 (20293061) ; 佐野 孝好 大阪大学, レーザーエネルギー学研究センター, 助教 (80362606) ; 藤岡 慎介 大阪大学, レーザーエネルギー学研究センター, 准教授 (40372635) ; 境家 達弘 大阪大学, 理学研究科, 助教 (60452421) ; 杉田 精司 東京大学, 新領域創成科学研究科, 教授 (80313203) ; 黒澤 耕介 独立行政法人宇宙科学研究所, 研究員 (80616433) ; 大野 宗祐 千葉工業大学, 惑星探査学研究センター, 上席研究員 (80432631) ; 松井 孝典 千葉工業大学, 惑星探査学研究センター, 所長 (80114643) ; 中村 昭子 神戸大学, 理学研究科, 准教授 (40260012) ; 荒川 政彦 神戸大学, 理学研究科, 教授 (10222738) ; 近藤 忠 大阪大学, 理学研究科, 教授 (20252223) ; 藪田 ひかる 大阪大学, 理学研究科, 助教 (30530844) ; 山中 高光 カーネギー地球物理学研究所, 招聘上級研究員 (30011729)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2011
• キーワード: 阻石衝突 / 秒速10km超 / 高出カレーザー / 弾丸加速

研究概要

高出カレーザーを用いてサブミリメートルサイズの弾丸および平板飛翔体を加速した.従来の加速方法ではこのサイズの飛翔体は秒速数kmまでしか加速できなかったが,本研究では秒速10km以上(最高秒速60km)に加速することに成功した.この技術を使って岩石標的に対して超高速度衝突実験を行い,衝突によって発生する高圧状態での岩石物質の状態方程式,高圧から解放後に発生する蒸気の組成や熱力学状態,クレーターサイズ,放出破片,クレーター深部の状態,など,これまで全く実験的データの無かった未知領域での知見を数多く得ることが出来た.

研究成果

• [雑誌論文] Flyer acceleration by high-power laser and impact experiments at velocities higher than 10 km/s. In the Proc 17th APS Topical Conference on Shock Compression of Condensed Matter (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Kadono, Eds., Mark L. Elert, William T. Buttler, John P. Borg, Jennifer L. Jordan, Tracy J. Vogler
  • 雑誌名: AIP Conference Proceedings 巻: 1426 ページ: 847-859
  • DOI: doi:10.1063/1.3686410
  • 査読あり
• [雑誌論文] Shock-Induced Silicate Vaporization: The Role of Electrons (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Kurosawa, T. Kadono
  • 雑誌名: J. Geophys. Res 巻: 117 ページ: E04007
  • DOI: doi:10.1029/2011JE004031
  • 査読あり
• [雑誌論文] Silicate Dust Size Sistribution from Hypervelocity Collisions: Implications for Dust Production in Debris Discs (2011)
  • 著者名/発表者名: S. Takasawa, A. M. Nakamura, T. Kadono
  • 雑誌名: Astrophys. J. Lett 巻: 733 ページ: L39-L42
  • DOI: doi:10.1088/2041-8205/733/2/L39
  • 査読あり
• [雑誌論文] Investigation of Carbon in Megabar Regime (2011)
  • 著者名/発表者名: S. Paleari
  • 雑誌名: Nuclear Instr. Methods Phys. Res. Sec. A 巻: 653 ページ: 116-120
  • DOI: doi:10.1016/j.nima.2011.01.008
  • 査読あり
• [雑誌論文] In-situ Spectroscopic Observation of Silicate Vaporization due to > 10 km/s Impacts Using Laser Driven Projectiles (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Kurosawa, S. Sugita, T. Kadono
  • 雑誌名: Geophys. Res. Lett 巻: 37 ページ: L23203
  • DOI: doi:10.1029/2010GL045330
  • 査読あり
• [雑誌論文] Impact Experiments with a New Technique for Acceleration of Projectiles to Velocities Higher Than Earth's Escape Velocity 11.2 km/s (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Kadono
  • 雑誌名: J. Geophys. Res 巻: 115 ページ: E04003
  • DOI: doi:10.1029/2009JE003385
  • 査読あり
• [雑誌論文] Impact Experiments with Projectiles at Velocities Higher than 10 km/s. In the Proc 16th APS Topical Conference on Shock Compression of Condensed Matter (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Kadono
  • 雑誌名: AIP Conference Proceedings 巻: 1195 ページ: 875-877
  • 査読あり
• [雑誌論文] 高出力レーザーを使った弾丸飛翔体加速および衝突実験:秒速10kmを越える衝突 (2009)
  • 著者名/発表者名: 門野敏彦
  • 雑誌名: 遊星人(日本惑星科学会誌) 巻: 18巻1号 ページ: 4-9
  • 査読あり
• [雑誌論文] Vaporization of Rocks using a High-Power Laser. In the Proc Fifth International Conference on Inertial Fusion Sciences and Applications (IFSA2007), September 9-13, 2007, Kobe (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Kadono
  • 雑誌名: J. Phys. Conf. Ser 巻: 112 ページ: 042014
  • 査読あり
• [学会発表] X ray in hypervelocity impacts higher than 10 km/s (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Kadono他18名
  • 学会等名: AOGS (Asia Oceania Geosciences Society)
  • 発表場所: Singapore, Singapore
  • 年月日: 20120812-17
• [学会発表] Impact experiments in laboratories and planetary exploration (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Kadono
  • 学会等名: The 4th International Conference on Solar System Exploration and New Geosciences -Perspective for the Next Decade-
  • 発表場所: Tottori, Japan
  • 年月日: 20120224-26
• [学会発表] Laboratory experiments simulating meteorite impacts using high-power laser (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Kadono他18名
  • 学会等名: The 7th International Conference on Inertial Fusion Sciences and Applications 2011
  • 発表場所: Bordeaux, France
  • 年月日: 20110912-16
• [学会発表] Flyer acceleration by high-power laser and impact experiments with velocities higher than 10 km/s (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Kadono他18名
  • 学会等名: 17th APS (American Physical Society) Topical Conference on Shock Compression of Condensed Matter 2011
  • 発表場所: Chicago, USA
  • 年月日: 20110626-0701
• [学会発表] Flyer acceleration using high-power laser and impact experiments at velocities 10-60 km/s (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Kadono他9名
  • 学会等名: European Planetary Science Conference 2010
  • 発表場所: Roma, Italy
  • 年月日: 2010-09-23
• [学会発表] Flyer Acceleration Using a High-Power Laser to Velocities Higher Than 10 km/s (2010)
  • 著者名/発表者名: T.Kadono他12名
  • 学会等名: estern Pacific Geophysical Meeting 2010(招待講演)
  • 発表場所: Taipei, Taiwan
  • 年月日: 2010-06-22
• [学会発表] 秒速10kmを越える速度での衝突実験:金属ターゲット上のクレーターと放出破片 (2009)
  • 著者名/発表者名: T.Kadono他20名
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2009年大会
  • 発表場所: 幕張メッセ国際会議場、(千葉)
  • 年月日: 2009-05-18
• [学会発表] Projectile acceleration to a velocity over the Earth's escape velocity and application in planetary science (2008)
  • 著者名/発表者名: T.Kadono他14名
  • 学会等名: HEDLA-08 (The 7th International Conference on High Energy Density Laboratory Astrophysics)
  • 発表場所: St. Louis, MO, USA
  • 年月日: 20080411-15
• [学会発表] 高出力レーザーによる弾丸飛翔体加速:秒速10km以上での衝突によるLiFの蒸発 (2008)
  • 著者名/発表者名: 門野敏彦他17名
  • 学会等名: 日本惑星科学会2008年秋季講演会
  • 発表場所: 九州大学箱崎キャンパス、(福岡)
  • 年月日: 2008-11-01