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鉄に記録的な560万気圧をかけることに成功
August 19, 2013, Rochester--ロチェスタ大学レーザエネルギー論研究所OMEGAレーザを用いて同研究所のYuan Ping氏の研究グループは、鉄を560万気圧まで圧縮した。これは固体の鉄への圧力としては記録的。
鉄は地核に最も多く存在する元素で、宇宙では6番目に多い元素。地球型惑星および惑星外の重要構成元素として鉄は、極限状態で最も研究されてきた材料の1つ。
今回の記録的圧力達成にはマルチショック圧縮が用いられた。一連のショック(一回の衝撃ではない)を用いることで、材料を圧縮しながらエントロピーを低く保つことができる。これは温度を融点以下に保ち固体としての鉄を維持するための鍵になる。
極限状態での材料特性を調べることは、高圧状態を作るのと同様に重要である。研究チームは、EXAFS(extended X-ray absorption fine structure)というX線技術を用いた。EXAFSは、材料科学で用いられている強力なツールだが、極限状態の材料にそれを適用することは、まだ始まったばかりだ。今回の成果は、高エネルギー密度(HED)問題における初めてのEXAFSデータとなる。
EXAFSデータは、鉄の細密構造は安定状態にあり、確実にシミュレーション予測ができ、X線回折で300万気圧までの他の実験でも安定していることを示している。
研究チームは、思いがけなく、ピーク圧力の温度が、純粋圧力の場合と比べて大幅に高いことを発見。余分な熱は、格子の非弾性歪から生成した。数10億分の1の高速圧縮をかけると、鉄の力が強化され、より可塑的となり、温度が上昇する。
Ping氏によると、この実験プラットフォームの開発にはさらに2年以上かかる。
(詳細は、 www.llnl.gov)
鉄は地核に最も多く存在する元素で、宇宙では6番目に多い元素。地球型惑星および惑星外の重要構成元素として鉄は、極限状態で最も研究されてきた材料の1つ。
今回の記録的圧力達成にはマルチショック圧縮が用いられた。一連のショック(一回の衝撃ではない)を用いることで、材料を圧縮しながらエントロピーを低く保つことができる。これは温度を融点以下に保ち固体としての鉄を維持するための鍵になる。
極限状態での材料特性を調べることは、高圧状態を作るのと同様に重要である。研究チームは、EXAFS(extended X-ray absorption fine structure)というX線技術を用いた。EXAFSは、材料科学で用いられている強力なツールだが、極限状態の材料にそれを適用することは、まだ始まったばかりだ。今回の成果は、高エネルギー密度(HED)問題における初めてのEXAFSデータとなる。
EXAFSデータは、鉄の細密構造は安定状態にあり、確実にシミュレーション予測ができ、X線回折で300万気圧までの他の実験でも安定していることを示している。
研究チームは、思いがけなく、ピーク圧力の温度が、純粋圧力の場合と比べて大幅に高いことを発見。余分な熱は、格子の非弾性歪から生成した。数10億分の1の高速圧縮をかけると、鉄の力が強化され、より可塑的となり、温度が上昇する。
Ping氏によると、この実験プラットフォームの開発にはさらに2年以上かかる。
(詳細は、 www.llnl.gov)
