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2008 年度 実績報告書

静・動ハイブリッド圧縮法による極限環境生成と惑星・材料科学への展開

研究課題

研究課題/領域番号 20654042
研究種目

萌芽研究

研究機関大阪大学

研究代表者

尾崎 典雅  大阪大学, 大学院・工学研究科, 助教 (70432515)

研究分担者 兒玉 了祐  大阪大学, 大学院・工学研究科, 教授 (80211902)
キーワード高強度レーザー / 衝撃波 / 超高圧 / ダイヤモンドアンビルセル / 動圧縮 / 静圧縮 / 放射輝度温度
研究概要

高強度レーザーショックでのみ実現する物質極限環境において、最も単純な“ユゴニオ状態"から外れた極限環境を生成するための静動ハイブリッド圧縮法の開発と原理実証を目指して、平成20年度に以下のような研究を行った。
ナノ秒のパルスレーザーが誘起する衝撃波は、従来の動的方法に比べて持続時間が短いので、いわゆる“アンビル"型のダイヤモンドでは厚すぎて衝撃圧力を内部のサンプルセルに伝えることができない。そこでアンビル型ではなく、数100ミクロン厚程度の板状のダイヤモンドで挟み込んだDACを新たに設計し製作した。また、生成された状態を容易に理解するためには平面衝撃波による一軸圧縮を行う必要がある。そのため、圧縮セルの開口は従来のDACに比べて極めて広くしなければならない。
一般的なDACにおいて10GPa以上の圧力を得る際には、ステンレスのような硬い材質をガスケットとして選択する。しかしながら、ここでのスキームで到達し得るであろう圧力領域(〈10GPa)の場合は、ガスケットが十分潰れる前にダイヤモンドの破壊が起きてしまう。そこで、本研究ではまず新しいセルに対するガスケット材の最適化を行った。りん青銅をガスケットに用いた場合と、通常のステンレスガスケットの場合との比較から、りん青銅ガスケットを用いた際の圧力が、ステンレスの場合の2-3倍高いことが再現性よく示された。ガスケット材の強度を変数に含んだmaximum loadingの定式化を行った。また、りん青銅を用いたハイブリッド法によって予備圧縮した水に、高強度レーザー照射による衝撃波を駆動して、放射輝度温度計による温度計測予備実験を行い成功した。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2009 2008

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (6件)

  • [雑誌論文] 新しい超高圧状態の実現と物質科学へのアプローチ : 夢の超高圧物質を目指して2009

    • 著者名/発表者名
      尾崎典雅
    • 雑誌名

      レーザー研究 37

      ページ: 48-51

    • 査読あり
  • [学会発表] Extreme off-Hugoniot generated by reverberating shock compressions2009

    • 著者名/発表者名
      N. Ozaki
    • 学会等名
      International Workshop on Warm Dense Matter 2009
    • 発表場所
      箱根
    • 年月日
      20090300
  • [学会発表] Laser-driven dynamic compression in ultra-high pressure region2009

    • 著者名/発表者名
      N. Ozaki
    • 学会等名
      International COE forum on Pulsed Power Engineering
    • 発表場所
      天草、熊本
    • 年月日
      20090100
  • [学会発表] Extreme shock and shockless condition generated with high-power laser2008

    • 著者名/発表者名
      N. Ozaki
    • 学会等名
      Japan-France workshop on High Energy Density Science
    • 発表場所
      日仏会館、東京
    • 年月日
      20081100
  • [学会発表] レーザー衝撃超高圧状態のX線非弾性散乱計測実験2008

    • 著者名/発表者名
      尾崎典雅ほか
    • 学会等名
      第49回高圧討論会
    • 発表場所
      姫路商工会議所
    • 年月日
      20081000
  • [学会発表] High-pressure condensed matter researches using high-power laser2008

    • 著者名/発表者名
      N. Ozaki
    • 学会等名
      Japan-US workshop on High Energy Density Scienee
    • 発表場所
      別府、大分
    • 年月日
      20080900
  • [学会発表] 高強度レーザーを用いた高圧凝縮物性研究 ; ショックユゴニオ計測とオフユゴニオヘの展開2008

    • 著者名/発表者名
      尾崎典雅ほか
    • 学会等名
      日本物理学会2008年秋季大会
    • 発表場所
      岩手大学
    • 年月日
      20080900

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公開日: 2010-06-11   更新日: 2016-04-21  

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