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工学材料回折装置「匠」を用いた高圧下中性子粉末回折実験

Neutron powder diffraction under high pressure using the engineering materials diffractometer "TAKUMI"

阿部 淳; 服部 高典   ; 佐野 亜沙美   ; 有馬 寛; 深澤 裕; Harjo, S.   ; 伊藤 崇芳; 相澤 一也  ; 内海 渉; 小松 一生*; 荒川 雅*; 鍵 裕之*; 奥地 拓生*

Abe, Jun; Hattori, Takanori; Sano, Asami; Arima, Hiroshi; Fukazawa, Hiroshi; Harjo, S.; Ito, Takayoshi; Aizawa, Kazuya; Utsumi, Wataru; Komatsu, Kazuki*; Arakawa, Masashi*; Kagi, Hiroyuki*; Okuchi, Takuo*

J-PARCの物質・生命科学実験施設(MLF)に建設された工学材料回折装置「匠」は、物体内のひずみ応力測定を目的とした装置であるが、90度検出器バンクを主体とする光学系や大型機器を搭載可能な試料ステージが高圧実験を行うにも都合の良いものになっており、われわれは、匠を用いて高圧下での中性子粉末回折実験を推進するための種々の試験開発を行っている。高圧発生装置としては、海外の中性子実験施設において汎用的に使用されている1軸圧縮型のパリ-エジンバラプレスと日本で開発された6方向から試料を加圧できるパームキュービックアンビルセルを用い、中性子実験用に新規開発中のダイヤモンドアンビルセルの使用も検討している。アンビル材や圧媒体の中性子実験への最適化などを含めた多くの装置開発を行うとともに、バックグラウンドを低減させるための遮蔽対策などを行うことにより、J-PARCにおいて、高圧下での粉末中性子回折実験が可能になった。本発表では匠でのこれまでの高圧実験結果と今後の計画について報告する。

The Engineering Materials Diffractometer TAKUMI designed to solve many problems in materials science and engineering including investigations of stresses and crystallographic structures within engineering components was developed at J-PARC. In addition, TAKUMI is suitable for high-pressure experiments. High-pressure devices (Paris-Edinburgh press, palm cubic anvil press and Diamond Anvil Cell) were developed for in situ neutron powder diffraction experiments under high pressures. However, to apply a these high-pressure devices to neutron diffraction, research and development is needed. Issues to be resolved selecting materials, modifying the diffraction window and reducing BKG.

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