First HT HP liquid data using a high-pressure neutron diffractometer, PLANET, in J-PARC/MLF

J-PARC/MLFの超高圧中性子回折装置PLANETを用いた最初の高温高圧液体データ

片山 芳則; Yagafarov, O.*; 服部 高典   ; 千葉 文野*; 佐野 亜沙美   ; 齋藤 寛之; 鈴谷 賢太郎; 大友 季哉*

Katayama, Yoshinori; Yagafarov, O.*; Hattori, Takanori; Chiba, Ayano*; Sano, Asami; Saito, Hiroyuki; Suzuya, Kentaro; Otomo, Toshiya*

J-PARC/MLFに建設された超高圧回折計PLANETが建設された。PLANETを用いた初めての非晶質の測定として、まず典型的なガラスである石英ガラスの測定を行った。加圧には6軸プレスを用い、圧媒体はジルコニアを用いた。測定圧力は約2.3, 5.5, 7.5, 9.9GPaである。ラジアルコリメーターの利用により、ジルコニアの回折線の混入がないきれいなガラスのパターンが測定された。次に初めての高温高圧下の液体測定として、重水の測定を試みた。重水は内径4.8mm、試料高さ2.5mmのTiZr製のカプセルに封入し、グラファイトのチューブヒーターを用いて、約0.8GPaで室温、100度および200度の測定を行ったところ、顕著な温度変化が観測された。今後の解析によって、常温での水素結合による氷に似た秩序が温度上昇によって変化する様子が明らかになると期待される。

As the first high-pressure experiments on structurally disordered materials using a newly-built high-pressure neutron diffractometer, PLANET, installed in J-PARC/MLF, measurements of silica glass, a typical oxide glass, were caried out. We compressed a sample in a ZrO cube using a six-axis press and measured diffraction at pressures of 0.1 MPa, 2.3, 5.5, 7.5 and 9.9 GPa at room temperature. Vanadium sample and empty cell were also measured for the correction of the diffraction intensity. Clean diffraction patterns without diffraction lines from surrounding materials were obtained thanks to the radial collimator system. Measurements on heavy water at room temperature, 100C and 200C at 0.8 GPa were also carried out as the first high-pressure high-temperature liquid measurement using PLANET. Significant temperature dependence of diffraction pattern was observed.