Ｘ線散乱計測を用いた化合物・混合系中の固体－プラズマ遷移領域化学反応診断

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22684032
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: プラズマ科学
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 尾崎 典雅 大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (70432515)
• 研究協力者: ALESSANDRA Benuzzi-mounaix フランス国立科学センター, エコールポリテクニークLULI 研究所, グループリーダー ; GIANLUCA Gregori オックスフォード大, 教授 ; STEPHANE Matzeve パリ天文台, 所長
• 研究期間 (年度): 2010-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: 物性実験 / 極限物性 / 高エネルギー密度 / プラズマ･核融合 / 地球･惑星内部構造

研究概要

パワーレーザーで生成される動的極超高圧物質状態を巨視的及び微視的にその場リアルタイムで観察するための実験研究基盤の確立に成功した。圧力-体積-温度の巨視的パラメータの計測と同時に、弾性・非弾性X線散乱スペクトル計測を行い、ミクロな物質状態と反応プロセスの診断を可能とした。
炭素の高密度安定相（ダイヤモンド）の固体-プラズマ遷移領域における物質状態と反応プロセスを可視化し、1千万気圧超および2万度超の極限環境化の物質が中距離的な液体構造を持つこと、巨大惑星深部に相当する強結合性を有することなどが明らかとなり、高エネルギー密度物質科学の新たな展開の可能性を示した。

研究成果

• [雑誌論文] Progress in warm dense matter study with applications to planetology (2014)
  • 著者名/発表者名: A. Benuzzi-Mounaix, S. Mazevet, A. Ravasio, T. Vinci, A. Denoeud, M. Koenig, N. Amadou, E. Brambrink, F. Festa, A. Levy, M. Harmand, S. Brygoo, G. Huser, V. Recoules, J. Bouchet, G. Morard, F. Guyot, T. de Resseguier, K. Miyanishi, N. Ozaki, F. Dorchies, J. Gaudin, P. M. Leguay, O. Peyrusse, O. Henry, D. Raffestin, S. Le Pape, R. Smith, and R. Musella
  • 雑誌名: Physica Scripta T 巻: 161 ページ: 014060
  • 査読あり
• [雑誌論文] 高圧相ダイヤモンドBC8 (2014)
  • 著者名/発表者名: 兒玉了祐, 尾崎典雅
  • 雑誌名: New Diamond 巻: 112 ページ: 10-12
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hugoniot and mean ionization of laser-shocked Ge-doped plastic (2013)
  • 著者名/発表者名: G. Huser, N. Ozaki, T. Sano, Y. Sakawa, K. Miyanishi, G. Salin, Y. Asaumi, M. Kita, Y. Kondo, K. Nakatsuka, H. Uranishi, T. Yang, N. Yokoyama, D. Galmiche, and R. Kodama
  • 雑誌名: Physics of Plasmas 巻: 20 ページ: 122703
  • 査読あり
• [雑誌論文] Direct laser-driven ramp compression studies of iron : A first step toward the reproduction of planetary core conditions (2013)
  • 著者名/発表者名: N. Amadou, E. Brambrink, A. Benuzzi-Mounaix, G. Huser, F. Guyot, S. Mazevet, G. Morard, T. de Resseguier, T. Vinci, K. Miyanishi, N. Ozaki, R. Kodama, T. Boehly, O. Henry, D. Raffestin, M. Koenig
  • 雑誌名: High Energy Density Physics 巻: 9 ページ: 243-246
  • 査読あり
• [雑誌論文] シリコン中を伝搬する衝撃波面の直接観測 (2012)
  • 著者名/発表者名: 横山尚也, 尾崎典雅, 佐野智一, 曽田智史, 木村友亮, 宮西宏併, 浅海雄人, 浦西宏幸, 佐野孝好, 坂和洋一, 廣瀬明夫, 兒玉了祐
  • 雑誌名: Journal of Plasma and Fusion Research 巻: 88 ページ: 249
  • 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, S. Sugita, K. Shigemori, T. Sakaiya, Y. Hironaka, N. Ozaki, A. Shiroshita, Y. Cho, S. Tachibana, T. Vinci, S. Ohno, R. Kodama, and T. Matsui
  • 雑誌名: Journal of Plasma and Fusion Research 巻: 117 ページ: E04007
  • 査読あり
• [雑誌論文] Formation of High-Density Dislocations and Hardening in Femtosecond-Laser-Shocked Silicon (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Tsujino, T. Sano, T. Ogura, M. Okoshi, N. Inoue, N. Ozaki, R. Kodama, K. F. Kobayashi, and A. Hirose
  • 雑誌名: Applied Physics Express 巻: 5 ページ: 022703
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis of submicron metastable phase of silicon using femtosecond laser-driven shock wave (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Tsujino, T. Sano, O. Sakata, N. Ozaki, S. Kimura, S. Takeda, M. Okoshi, N. Inoue, R. Kodama, K. F. Kobayashi, and A. Hirose
  • 雑誌名: Journal of Applied Physics 巻: 110 ページ: 126103
  • 査読あり
• [雑誌論文] Temperature measurements of Electrostatic Shocks in laser-produced counter-streaming plasmas (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Morita, Y. Sakawa, Y. Kuramitsu, H. Tanji, H. Aoki, T. Ide, S. Shibata, N. Onishi, C. Gregory, A. Diziere, J. Waugh, N. Woolsey, Y. Sano, A. Shiroshita, K. Shigemori, N. Ozaki, T. Kimura, K. Miyanishi, R. Kodama, M. Koenig, and H. Takabe
  • 雑誌名: Astrophysics and Space Science 巻: 336 ページ: 283
  • 査読あり
• [雑誌論文] 高強度レーザー衝撃圧縮を用いたメガバール領域における水の状態方程式計測 (2011)
  • 著者名/発表者名: 木村友亮, 尾崎典雅, 奥地拓生, 佐野孝好, 清水克哉, 宮西宏併, 遠藤恭, 實井辰也, 曽田智史, 佐野智一, 寺井智之, 廣瀬明夫, 掛下知行, 坂和洋一, 兒玉了祐
  • 雑誌名: 日本惑星科学会誌 巻: 20 ページ: 36
  • 査読あり
• [雑誌論文] Laser-shock compression and Hugoniot measurements of liquid hydrogen to 55 Gpa (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Sano, N. Ozaki, T. Sakaiya, K. Shigemori, M. Ikoma, T. Kimura, K. Miyanishi, T. Endo, A. Shiroshita, H. Takahashi, T. Jitsui, Y. Hori, Y. Hironaka, A. Iwamoto, T. Kadono, M. Nakai, T. Okuchi, K. Otani, K. Shimizu, T. Kondo, R. Kodama, and K. Mima
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: 83 ページ: 054117
  • 査読あり
• [雑誌論文] In-situ spectroscopic observations 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, K. Shigemori, Y. Hironaka, K. Otani, T. Sano, A. Shiroshita, N. Ozaki, K. Miyanishi, T. Sakaiya, Y. Sekine, S. Tachibana, K. Nakamura, S. Fukuzaki, S. Ohno, R. Kodama, and T. Matsui
  • 雑誌名: Geophysical Research Letters 巻: 37 ページ: L23203
  • 査読あり
• [雑誌論文] パワーレーザーで拓く超高圧と物質の世界 (2010)
  • 著者名/発表者名: 尾崎典雅, 佐野孝好, 真下茂, 佐野智一, 兒玉了祐
  • 雑誌名: プラズマ・核融合学会誌 巻: 86 ページ: 604
  • 査読あり
• [雑誌論文] Proton radiography of a shock-compressed target (2010)
  • 著者名/発表者名: A. Ravasio, L. Romagnani, S. Le Pape, A. Benuzzi-Mounaix, C. Cecchetti, D. Batani, T. Boehly, M. Borghesi, R. Dezulian, L. Gremillet, E. Henry, D. Hicks, B. Loupias, A. MacKinnon, N. Ozaki, H. S. Park, P. Patel, A. Schiavi, T. Vinci, R. Clarke, M. Notley, S. Bandyopadhyay, and M. Koenig
  • 雑誌名: Physical Review E 巻: 82 ページ: 016407
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hugoniot and temperature measurements of liquid hydrogen by laser-shock compression (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Sano, N. Ozaki, T. Sakaiya, K. Shigemori, M. Ikoma, T. Kimura, K. Miyanishi, T. Endo, A. Shiroshita, H. Takahashi, T. Jitsui, Y. Hori, Y. Hironaka, A. Iwamoto, T. Kadono, M. Nakai, T. Okuchi, K. Otani, K. Shimizu, T. Kondo, R. Kodama, K. Mima
  • 雑誌名: Journal of Physics : Conference Series 巻: 244 ページ: 042018
  • 査読あり
• [雑誌論文] Significant static pressure increase in a precompression cell target for laser-driven dynamic compression experiments (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Kimura, N. Ozaki, T. Okuchi, T. Terai, T. Sano, K. Shimizu, T. Sano, M. Koenig, A. Hirose, T. Kakeshita, Y. Sakawa, and R. Kodama
  • 雑誌名: Physics of Plasmas 巻: 17 ページ: 054502
  • 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, T. Sakaiya, Y. Hironaka, K. Otani, T. Sano, T. Fujiwara, T. Mochiyama, K. Kurosawa, S. Sugita, Y. Sekine, W. Nishikanbara, T. Matsui, S. Ohno, A. Shiroshita, K. Miyanishi, N. Ozaki, R. Kodama, A. M. Nakamura, M. Arakawa, S. Fujioka, and K. Shigemori
  • 雑誌名: Journal of Geophysical Research 巻: 115 ページ: E04003
  • 査読あり
• [雑誌論文] Characterization of laser-driven ultrafast shockless compression using gold targets
  • 著者名/発表者名: K. Miyanishi, N. Ozaki, E. Brambrink, N. Amadou, A. Benuzzi-Mounaix, R. Cauble, A. Dizieret, F. Guyot, M. Koenig, G. Morard, T. de Resseguier, A. Ravasio, R. Smith, Y. Tange, T. Vinci, H. G. Wei, and R. Kodama
  • 雑誌名: J. Appl. Phys 巻: (掲載予定)
  • 査読あり
• [雑誌論文] その場実時間X線回折によるレーザー衝撃圧縮下の物質ダイナミクス観測実験
  • 著者名/発表者名: 佐藤友哉, 尾崎典雅, 浦西宏幸, 浅海雄人, 池谷正太郎, 大谷栄治, 喜田美佳, 近藤良彦, 宮西宏併, 小川剛史, 坂和洋一, 佐野孝好, 兒玉了祐
  • 雑誌名: レーザー研究 巻: (掲載予定)
  • 査読あり
• [学会発表] Warm Dense Water in 100 GPa Pressure Range Corresponding to Earth-size Exoplanetary Interior Conditions (2013)
  • 著者名/発表者名: Norimasa Ozaki, Tomoaki Kimura, Takuo Okuchi, 4 Martin French, Tomoyuki Kakeshita, Mika Kita, Kohei Miyanishi, Ronald Redmer, Takayoshi Sano, Tomokazu Sano, 1 Katsuya Shimizu, Tomoyuki Terai, and Ryosuke Kodama
  • 学会等名: The Eighth International Conference on Inertial Fusion Sciences and Applications (IFSA 2013)
  • 発表場所: Nara, Japan
  • 年月日: 20130908-13
  • 招待講演
• [学会発表] Nature of the interiors of Uranus and Neptune (2013)
  • 著者名/発表者名: William Nellis, N. Ozaki, R. Ahuja, T. Mashimo, M. Ramzan, T. Kaewmaraya
  • 学会等名: 2013 Joint APS-SCCM / AIRAPT Conference
  • 発表場所: Seattle, USA
  • 年月日: 20130707-12
• [学会発表] Combined X-ray Scattering and VISAR Measurements of Warm Dense Carbon Using a Novel Technique of Shock and Release (2013)
  • 著者名/発表者名: Norimasa Ozaki
  • 学会等名: the 7th International workshop on Warm Dense Matter (WDM2013)
  • 発表場所: Saint-Malo, France
  • 年月日: 20130623-26
  • 招待講演
• [学会発表] 極限環境物性 : パワーレーザー超高圧と新しい観測の目 (2013)
  • 著者名/発表者名: 尾崎典雅
  • 学会等名: 第26回日本放射光学会年会放射光科学合同シンポジウム
  • 発表場所: 名古屋大学(愛知)
  • 年月日: 20130112-14
  • 招待講演
• [学会発表] パワーレーザーによる新物質創成 (2013)
  • 著者名/発表者名: 尾崎典雅
  • 学会等名: 日本物理学会 2013年秋季大会
  • 発表場所: 徳島大学(徳島)
  • 年月日: 2013-09-27
  • 招待講演
• [学会発表] レーザーショック超高圧力とコヒーレント光源の融合 (2012)
  • 著者名/発表者名: 尾崎典雅, 佐野智一, 関根利守, 真下茂, 佐野孝好, 奥地拓生, 犬伏雄一, 木村友亮, 宮西宏併, 浦西宏幸, 浅海雄人, Michel KOENIG, Gianluka GREGORI, Alessandra BENUZZI-MOUN AIX, 坂和洋一, 兒玉了祐
  • 学会等名: 第53回高圧討論会
  • 発表場所: 大阪大学(大阪)
  • 年月日: 20121107-09
  • 招待講演
• [学会発表] パワーレーザーで探る極超高圧下の物質の世界 (2011)
  • 著者名/発表者名: 尾崎典雅
  • 学会等名: 高速度イメージングとフォト二クスに関する総合シンポジウム2011
  • 発表場所: 熊本大学(熊本)
  • 年月日: 20111201-03
  • 招待講演
• [学会発表] Extreme Hugoniot/off-Hugoniot measurements for carbon and water with optical/x-ray diagnostics (2011)
  • 著者名/発表者名: Norimasa Ozaki
  • 学会等名: International Workshop on Warm Dense Matter - 2011
  • 発表場所: California, USA
  • 年月日: 20110605-08
  • 招待講演
• [学会発表] Basics and Applications of Laser-Driven Shock Phenomena (2010)
  • 著者名/発表者名: Norimasa Ozaki
  • 学会等名: The Second International Conference on Laser Peening
  • 発表場所: San Francisco, USA
  • 年月日: 20100418-21
  • 招待講演