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論文

放射光その場X線観察用マルチアンビルシステム「SPEED-1500」の制御・計測プログラム

金子 洋*; 舟越 賢一*; 桂 智男*; 内海 渉

高圧力の科学と技術, 15(1), p.9 - 14, 2005/01

兵庫県播磨科学公園都市内にある第3世代放射光施設SPring-8では、マルチアンビルプレスとダイヤモンドアンビルセルを用いた高圧下での物質科学研究が各ビームラインで行われている。マルチアンビル装置に関しては、共用ビームラインであるBL04B1(偏向電磁石)にSPEED-1500[1,2], SPEED-MkII[3]の2台の1500トンプレスが、原研ビームラインBL22XU(アンジュレーター)とBL14B1(偏向電磁石)にそれぞれ1台ずつの180トンプレス(SMAP1, SMAP2)[4]が設置されている。本稿では、この中で最も早い時期に建設されたSPEED-1500について、その制御・解析プログラムを紹介する。

論文

Phase relationships and equations of state for FeS at high pressures and temperatures and implications for the internal structure of Mars

浦川 啓*; 染谷 恵子*; 寺崎 英紀*; 桂 智男*; 余越 祥*; 舟越 賢一*; 内海 渉; 片山 芳則; 末田 有一郎*; 入舩 徹男*

Physics of the Earth and Planetary Interiors, 143-144, p.469 - 479, 2004/06

 被引用回数:53 パーセンタイル:71.64(Geochemistry & Geophysics)

スプリングエイト放射光と組合せた大容量マルチアンビル高圧装置を用いて、硫化鉄のエックス線回折実験を22GPa, 1600Kまでの高温高圧下にて行った。単斜晶系のFeS III相と六方晶系のFeS IV相の境界及びFeS IV相と砒化ニッケル構造のFeS V相の境界が、精密に決定され、各相の状態方程式が測定された。この結果をもとに、火星内部の構造モデルを議論した。

論文

A Large-volume high-pressure and high-temperature apparatus for in situ X-ray observation, "${it SPEED-Mk.II}$"

桂 智男*; 舟越 賢一*; 久保 敦*; 西山 宣正*; 丹下 慶範*; 末田 有一郎*; 久保 友昭*; 内海 渉

Physics of the Earth and Planetary Interiors, 143-144, p.497 - 506, 2004/06

 被引用回数:99 パーセンタイル:87.22(Geochemistry & Geophysics)

スプリングエイト偏向電磁石ビームラインに設置された新しいその場エックス線回折実験用高温高圧装置"${it SPEED-Mk.II}$"の詳細を報告する。この装置は、いわゆるKawai型と呼ばれる高圧発生装置で1号機のSPEED-1500から多くの改良が施されている。焼結ダイヤモンドを利用した超高圧発生実験に適した金型を持ち、また高温における試料の粒成長に対処するため、プレス全体の揺動機構を有している。

論文

大容量高温高圧X線その場観察装置${it SPEED-MK.II}$

桂 智男*; 舟越 賢一*; 西山 宣正*; 久保 敦*; 丹下 慶範*; 末田 有一郎*; 久保 友昭*; 内海 渉

放射光, 16(6), p.352 - 357, 2003/11

スプリングエイト偏向電磁石共用ビームラインBL04B1に設置された新しいその場X線回折実験用大型高温高圧発生装置、通称${it SPEED-Mk.II}$について解説する。この装置は、超硬合金並びに焼結ダイヤモンドアンビルを用いての高温高圧発生が安定して行えるように設計されたもので、金型や油圧制御にさまざまな工夫が凝らされている。また、高温で試料が粒成長することによる、X線回折線強度のバラつきを抑制するために、プレス全体を揺動させる機構を有している。この装置を用いた最初の実験となったNaClのB1-B2構造転移のその場観察結果についても報告する。

論文

Post-spinel transition in Mg$$_{2}$$SiO$$_{4}$$ determined by high ${it P-T}$ in situ X-ray diffractometry

桂 智男*; 山田 均*; 新名 亨*; 久保 敦*; 小野 重明*; 神崎 正美*; 米田 明*; Walter, M. J.*; 伊藤 英司*; 浦川 啓*; et al.

Physics of the Earth and Planetary Interiors, 136(1-2), p.11 - 24, 2003/04

 被引用回数:162 パーセンタイル:94.39(Geochemistry & Geophysics)

Mg$$_{2}$$SiO$$_{4}$$のポストスピネル相転移境界をKawai型高圧装置と放射光を組合せた高温高圧下その場X線回折実験により再決定した。その結果、1550$$sim$$2100Kにおける相境界は、約22GPaであり、地球内部660Km不連続が想定されている圧力より1$$sim$$1.5GPa低かった。

論文

マルチアンビルを用いた高温高圧実験; 手段と装置

内海 渉; 舟越 賢一*; 八木 直人*; 浦川 啓*; 大高 理*; 桂 智男*; 入舩 徹男*; 井上 徹*; 内田 雄幸*

岩石鉱物科学, 30(2), p.100 - 101, 2001/03

鉱物や岩石試料の高温高圧下での振るまいを、その構造面から明かにしたい場合、放射光が強力な武器になる。 高圧実験においては、試料体積が本質的に小さいこと、試料が高圧発生機器や圧力媒体などに囲まれ、それらを通してしか試料を覗けないこと、の2点が大きな原因となって、プローブに高エネルギー、高輝度のX線を必要とするからである。現在、静的高圧実験に用いられる装置としては、ダイヤモンドアンビルセルと、油圧プレスを用いたマルチアンビルと呼ばれる高圧発生装置が2大主流である。本稿では、現在国内で共同利用に供されている放射光実験用マルチアンビル装置を列挙するとともに、SPring-8設置のSPEED-1500を例にとって、その実験方法を解説する。

論文

マルチアンビルを用いた高温高圧実験; 最近の成果

舟越 賢一*; 内海 渉; 大高 理*; 入舩 徹男*; 井上 徹*; 伊藤 英司*; 桂 智男*; 久保 敦*; 廣瀬 敬*; 安東 淳一*; et al.

岩石鉱物科学, 30(2), p.102 - 103, 2001/03

高温高圧下でのX線回折は、地球や惑星内部の岩石・鉱物試料の構造や状態を直接観察することのできる非常に有効な手段である。放射光とマルチアンビルを組み合わせた高温高圧X線回折の歴史は、高エネルギー加速器研究機構の放射光実験施設に初めて一段式マルチアンビルMAX80で実験が開始された1983年から始まる。さらに1997年には一段式よりも高圧力の発生可能な2段式マルチアンビルSPEED-1500による実験がSPring-8で開始され、およそ2500$$^{circ}C$$、30GPaまでの高温高圧X線実験が可能になった。本稿ではSPring-8の2段式マルチアンビルを例にとり、最近の研究例を中心に紹介する。

論文

${it In situ}$ observation of ilmenite-perovskite phase transition in MgSiO$$_{3}$$ using synchrotron radiation

小野 重明*; 桂 智男*; 伊藤 英司*; 神崎 正美*; 米田 明*; Walter, M.*; 浦川 啓*; 内海 渉; 舟越 賢一*

Geophysical Research Letters, 28(5), p.835 - 838, 2001/03

 被引用回数:74 パーセンタイル:87(Geosciences, Multidisciplinary)

MgSiO$$_{3}$$におけるイルメナイト-ペロフスカイト相転移をマルチアンビルを用いて、放射光その場観察した。イルメナイト相とペロフスカイト相の1300K-1600Kにおける相境界が、Jamiesonの金の状態方程式に基づいてP(GPa)=28.4-0.0029T(K), Andersonの金の状態方程式に基づいてP(GPa)=27.3-0.0035T(K)と決定された。Jamiesonに基づく結果は、過去の回収実験による結果と調和的であり、地球内660km地震波不連続が、この相転移と関連づけられることを支持しているが、Andersonスケールでの結果を採用した場合、整合性がとれなくなる。

論文

Thermoelastic properties of the high-pressure phase of SnO$$_{2}$$ determined by in situ X-ray observations up to 30GPa and 1400K

小野 重明*; 伊藤 英司*; 桂 智男*; 米田 明*; Walter, M.*; 浦川 啓*; 内海 渉; 舟越 賢一*

Physics and Chemistry of Minerals, 27(9), p.618 - 622, 2000/11

 被引用回数:42 パーセンタイル:80.3(Materials Science, Multidisciplinary)

放射光ビームライン設置のマルチアンビル装置と焼結ダイヤモンドアンビルを用いて酸化スズのX線その場X線回折実験を4-29GPa,300-1400Kの圧力温度領域で行った。斜方晶構造が立方晶構造へ18GPaで転移し、その体積弾性率がK=252GPa,25GPaにおける熱膨張率が1.7$$times$$10E-5と求まった。

論文

Melting of portlandite up to 6GPa

福井 宏之*; 大高 理*; 永井 隆哉*; 桂 智男*; 舟越 賢一*; 内海 渉

Physics and Chemistry of Minerals, 27(6), p.367 - 370, 2000/06

 被引用回数:4 パーセンタイル:22.42(Materials Science, Multidisciplinary)

マルチアンビルを用いた高圧下でのDTA測定及び放射光その場X線観察の手法により、ポートランダイト(Ca(OH)$$_{2}$$)の融解曲線を6GPa,1000$$^{circ}C$$までの領域で測定した。融解はcongruentであり、融解曲線は負の勾配を持つこと、すなわち、液相Ca(OH)$$_{2}$$は、この圧力領域では結晶相より高密度であることが明らかになった。

論文

Phase relations of Ca(OH)$$_{2}$$ under high-temperature and high-pressure conditions

福井 宏之*; 大高 理*; 桂 智男*; 永井 隆哉*; 舟越 賢一*; 内海 渉; 亀卦川 卓美*

Science and Technology of High Pressure, p.554 - 557, 2000/00

高圧下での示差熱解析並びに放射光X線その場観察により、水酸化カルシウムの8GPaまでの融点の圧力変化を測定した。融点は、圧力増加に伴って下降し、6GPaでは、約600$$^{circ}$$Cになった。さらに圧力を増加させると、融点は上昇に転じ、固相にこのあたりの相転移があることを示唆され、実際にX線観察によりBaddeleyite構造の新高圧相が発見された。

論文

The Postspinel Phase Boundary in Mg$$_{2}$$SiO$$_{4}$$ Determined by in Situ X-ray Diffraction

入舩 徹男*; 西山 宣正*; 黒田 幸治*; 井上 徹*; 一色 麻衣子*; 内海 渉; 舟越 賢一*; 浦川 啓*; 内田 雄幸*; 桂 智男*; et al.

Science, 279(5357), p.1698 - 1700, 1998/03

 被引用回数:193 パーセンタイル:93.65(Multidisciplinary Sciences)

Mg$$_{2}$$SiO$$_{4}$$のスピネルとぺロフスカイト+ペリクレスの相境界をSPring-8放射光とマルチアンビル型高圧装置を用いて、その場X線観察の手段により決定した。1600$$^{circ}C$$における同境界は、21.1GPaあたりにあり、従来の試料急冷回収法による推測より約2GPa低かった。

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