J-PARC「匠」での高強度パルス中性子を用いた高圧実験

High pressure experiments using high-intensity pulsed neutron at "TAKUMI" in J-PARC

阿部 淳; 有馬 寛; 服部 高典   ; 小松 一生*; 佐野 亜沙美   ; 荒川 雅*; 奥地 拓生*; 鍵 裕之; 深澤 裕; 内海 渉

Abe, Jun; Arima, Hiroshi; Hattori, Takanori; Komatsu, Kazuki*; Sano, Asami; Arakawa, Masashi*; Okuchi, Takuo*; Kagi, Hiroyuki; Fukazawa, Hiroshi; Utsumi, Wataru

J-PARCの生命物質科学研究施設(MLF)に建設された工学材料回折装置「匠」は、材料中の応力ひずみ測定を主目的として制作された中性子粉末回折計であるが、その光学系,試料ステージが高圧装置を用いた中性子回折測定に適した構造になっている。われわれは、「匠」においてパリエジンバラプレスとパームキュービックアンビルセルによる高圧下での中性子粉末回折実験手法の確立を目指した開発を行ってきた。これまでの実験で、高圧装置中の微小試料からの回折パターンが測定可能であることが確認され、低温高圧下での氷の回折パターンを得ることにも成功している。アンビルや圧力媒体の最適化、ミラーによる集光やバックグランドノイズの低減など多くの技術開発を進めている。

The Engineering Materials Diffractometer "TAKUMI" has been constructed in the Materials and Life Science Experimental Facility (MLF) of J-PARC. TAKUMI is the neutron powder diffractometer which intended to estimate stress in engineering components. The optical system and the sample stage of TAKUMI are well adapted to high-pressure experiments. In order to confirm the feasibility of high-pressure neutron diffraction at TAKUMI, we have performed a number of R&Ds using a Paris-Edinburgh Press and a Palm cubic anvil cell. As results, diffraction patterns coming from small samples embedded in these high-pressure devices have been obtained. In addition, in situ neutron diffraction of ice at high-pressure and low-temperature conditions ( 1 GPa, 20 K) has been performed. Recently, the further R&Ds have been done; optimization of materials such as anvil and pressure medium, developments of focusing mirror, reduction of background and contamination noise.