Development of sub-millisecond XRD measurement technique under combined dynamic environment using DAC

使用 DAC 开发组合动态环境下的亚毫秒 XRD 测量技术

• 批准号: 21K03711
• 负责人: 河口 沙織
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Japan Synchrotron Radiation Research Institute
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K03711/
• 关键词: ダイヤモンドアンビルセル; オペランドXRD測定; 動的環境; 急激加熱実験; 急激圧縮実験; カイネティクス; 隕石衝突; 始原地球; X線回折; 多重極限環境; 動的圧縮; オペランド測定

DACを用いた静的な圧力発生下における実験、研究が数多く成されてきた一方で、DAC中の試料環境の動的変化中におけるリアルタイム計測システム構築は未だ着手され始めたばかりである。本研究では急激な加減圧温度変化における反応過程観察を行うべく、SPring-8 BL10XUに設置されている高速X線検出器であるLAMBDA 750kにより最大2 kHzの連続測定と、複数の外場印加システムを組み合わせた統一制御システム開発を行い、実際にDACを用いて隕石衝突時の動的極限実験条件を再現することを目的としている。本年度は、高速圧力印加中における試料の状態観察を可能とすべく、BL10XUに導入された新規ガス圧制御システムを昨年度開発したサブミリ秒XRD計測基盤に組み込んだ。新規ガス圧力制御システムはガスラインを2系統搭載しており、加圧制御のみでなく、減圧制御者可能である。各バルブに対しトリガ信号による開閉機能を実装してあり、デジタル遅延パルス発生器による外部トリガ制御により、X線検出器LAMBDA 750kとガス圧制御装置のバルブ開閉のタイミング同期を図った。加圧実験では試料として圧力マーカーとして広く用いられている金（Au）と塩化ナトリウム（NaCl）を用いた。TTL信号から約1秒後にNaClのB1→B2相転移が観察され、この解析結果から、本システムを用いることで100GPa/s以上の高速圧縮実験が可能であることを明らかとした。

The static pressure generation in DAC application has been studied for a long time. The sample environment in DAC has been changed. The measurement system construction has not been started yet. In this study, we investigated the reaction process of rapid pressure and temperature change, SPring-8BL10XU, LAMBDA 750K, and set up a high-speed X-ray detector. The maximum 2 kHz continuous measurement, multiple external field parameters, combination, unified control system, and actual DAC were used to reproduce the limit conditions of motion during meteorite collision. This year, the state of the sample in the high-speed pressure test can be observed. BL10XU introduced a new pressure control system and developed a new XRD measurement matrix. The new regulation applies to pressure control systems, pressure control systems, and pressure control systems. The function of opening and closing of each switch is implemented in response to the signal, the external switch is controlled in response to the signal, and the X-ray detector LAMBDA 750k is controlled in response to the signal. The pressure is applied to the test material and the pressure is measured using gold (Au) and sodium chloride (NaCl). After TTL signal is released, the B1→B2 phase shift is detected, and the analysis result is released. The high speed compression above 100GPa/s is possible.

项目成果

Overview of the High-Pressure Beamlines at SPring-8 and the Latest Research Results

SPring-8高压束线概述及最新研究成果

• DOI: 10.5940/jcrsj.64.33
• 发表时间: 2022
• 期刊: Nihon Kessho Gakkaishi
• 作者: HIGO Yuji;KAWAGUCHI Saori
• 通讯作者: KAWAGUCHI Saori

DACを用いた複合動的環境下における サブミリ秒XRD計測技術の開発

利用DAC开发复杂动态环境下亚毫秒级XRD测量技术

• 发表时间: 2023
• 作者: Takeo Akiko;Nishida Kiwamu;Aoyama Hiroshi;Ishise Motoko;Kai Takeru;Kurihara Ryo;Maeda Takuto;Mizutani Yuta;Nakashima Yuki;Nagahara Shogo;Wang Xiaowen;Ye Lingling;Akuhara Takeshi;Aoki Yosuke;遠藤俊祐，伊藤 槙;河口沙織
• 通讯作者: 河口沙織

ダイヤモンドアンビルセルを用いた複合極限環境下における動的構造計測基盤開発

利用金刚石砧室开发复杂极端环境下动力结构测量平台

• 发表时间: 2022
• 作者: Nishida Kiwamu;Takagi Ryota;河口沙織・新名良介・太田健二・河口彰吾・小林俊幸
• 通讯作者: 河口沙織・新名良介・太田健二・河口彰吾・小林俊幸

複合動的環境下におけるサブミリ秒XRD計測技術の開発

复杂动态环境下亚毫秒级XRD测量技术发展

• 发表时间: 2021
• 作者: Futoshi Takahashi;Hinami Taniguchi;河口沙織
• 通讯作者: 河口沙織

The electrical conductivity of Fe4O5, Fe5O6, and Fe7O9 up to 60 GPa

Fe4O5、Fe5O6 和 Fe7O9 的电导率高达 60 GPa

• DOI: 10.1007/s00269-022-01188-4
• 发表时间: 2022
• 期刊: Physics and Chemistry of Minerals
• 影响因子: 1.4
• 作者: Maitani Shuhou;Sinmyo Ryosuke;Ishii Takayuki;Kawaguchi Saori I.;Hirao Naohisa
• 通讯作者: Hirao Naohisa