主要惑星鉱物の超高圧物性データと相図の拡張

主要行星矿物超高压物性数据和相图扩展

• 批准号: 22K14120
• 负责人: 梅田 悠平
• 金额: $ 3万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2026-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K14120/
• 关键词: カルサイト; 衝撃圧縮; ハイパワーレーザー; X線自由電子レーザー; 融解; 一段式火薬銃; 炭酸塩鉱物; 含水鉱物; 天体衝突

本研究では、典型的な惑星構成鉱物として炭酸塩鉱物と含水鉱物に着目し、衝突における圧縮から解放までの一連のプロセスの変化の様子を時間分解しながら明らかにし、天体衝突現象やそれが惑星進化へ与えた効果などを理解したい。衝撃圧縮法によって天体衝突環境に相当する高温高圧環境を実験室で発生させ、主要惑星鉱物の圧縮特性データを従来よりもはるかに高い圧力領域まで拡張させるとともに、 衝突中および衝突後の融解や分解反応などのふるまいを調べることを目標としている。初年度は、炭酸塩鉱物の圧力指標を構築することを目的として、超高圧下のカルサイトのユゴニオデータの取得をおこなった。その結果、200万気圧を超える圧力領域におけるカルサイトの状態方程式データの取得に初めて成功した。また、200万気圧より上の圧力域における衝撃温度データは、従来の計算結果と比べて低くなることが明らかとなった。並行して、衝撃圧縮中と圧力解放中の構造変化を明らかにするために、ハイパワーレーザーとX線自由電子レーザーを用いた衝撃圧縮その場X線回折（XRD）実験を行った。その結果、衝撃圧縮中にカルサイトは融解し、その後の解放過程では非常に早いタイムスケールで多結晶化がおこることが明らかになった。速度干渉計による衝撃波速度のその場計測から、衝撃圧縮中のカルサイトはおよそ100万気圧近傍で融解することが明らかとなった。この結果は、ユゴニオ計測の結果とも調和的である。

在这项研究中，我们将重点放在碳酸盐矿物质和水合矿物质作为典型的行星矿物上，我们将以时间分辨的方式阐明从压缩到在碰撞中释放的一系列过程的变化，我们想了解天体碰撞的现象以及它们对行星进化的影响。目的是使用冲击压缩方法生成相当于实验室中天体碰撞环境的高温，高压环境，将主要行星矿物质的压缩特性数据扩展到比以前要高得多的压力范围，并研究碰撞过程中融化和分解反应的行为。在第一年，我们在超高压力下获取了有方解石的Yugonio数据，目的是为碳酸盐矿物质构建压力指标。结果，这是第一次成功获得超过200万个ATM的压力区域中的状态数据方程。还已经显示，压力范围超过200万个ATM的影响温度数据低于以前的计算结果。同时，使用高功率激光器和X射线游离电子激光器进行了撞击压缩原位X射线衍射（XRD）实验，以揭示撞击压缩和压力释放期间的结构变化。结果，据揭示了在撞击压缩过程中有方解石融化，并且在随后的释放过程中，多结晶发生在很早的时间范围内。使用速度干涉仪对冲击波速度进行原位测量表明，在撞击压缩熔体融化过程中，有方解石在约100万个大气压力下。该结果也与尤戈尼奥测量结果和谐相处。

项目成果

レーザー衝撃圧縮法による炭酸塩鉱物の天体衝突再現実験

利用激光冲击压缩法再现碳酸盐矿物与天体碰撞的实验

• 发表时间: 2023
• 作者: Suzuki A.;Miyazawa M.;Okamoto A.;Shimizu H.;Obayashi I.;Hiraoka Y.;Tsuji T.;Kang P.K.;Ito T.;梅田悠平
• 通讯作者: 梅田悠平

X-ray diffraction study of phase transformation dynamics of Fe and Fe-Si alloys along the shock Hugoniot using an x-ray free electron laser

使用 X 射线自由电子激光对 Fe 和 Fe-Si 合金沿激波 Hugoniot 的相变动力学进行 X 射线衍射研究

• DOI: 10.1103/physrevb.105.l220102
• 发表时间: 2022
• 期刊: Physical Review B
• 影响因子: 3.7
• 作者: A. Krygier;M. Harmand;B. Albertazzi;E. E. McBride;K. Miyanishi;D. Antonangeli;Y. Inubushi;R. Kodama;M. Koenig;T. Matsuoka;G. Mogni;F. Pietrucci;A. M. Saitta;T. Togashi;Y. Umeda;T. Vinci;M. Yabashi;T. Yabuuchi;G. Fiquet;and N. Ozaki
• 通讯作者: and N. Ozaki

Multibeam laser-plasma interaction at the Gekko XII laser facility in conditions relevant for direct-drive inertial confinement fusion

• DOI: 10.1017/hpl.2023.13
• 发表时间: 2023-02-20
• 期刊: HIGH POWER LASER SCIENCE AND ENGINEERING
• 影响因子: 4.8
• 作者: Cristoforetti, G.;Koester, P.;Gizzi, L. A.
• 通讯作者: Gizzi, L. A.