放射光(X線)で小さなものを観察する大きな2つの施設

BL04B1


ビームラインの概要

BL04B1(高温高圧)は偏向電磁石による白色X線が利用可能なビームラインで、高エネルギーX線(20~150 keV)を使って半導体検出器(SSD)によるエネルギー分散型X線回折測定と、CCDカメラによるX線ラジオグラフィー測定を行うことができます。また、X線分光装置を使用して30~60 keVの単色X線も利用でき、大面積CCDカメラによる2次元X線回折イメージの取得も可能です。本ビームラインは、高温高圧状態にある地球内部物質の構造や物性を調べることを目的に設計され、実験ハッチ1、2にそれぞれタンデムに設置された2つの大容量高圧プレス装置(SPEED-1500、SPEED-Mk.II-D)を使って高温高圧状態の実験を行うことができます(図1)。2つの大容量高圧プレス装置は2段押しタイプ(川井型)で、タングステン・カーバイド(WC)、および焼結ダイヤモンド(SD)の2種類のアンビルに対応しています(図2)。タングステン・カーバイドアンビル(26 × 26 × 26 mm3)を用いた場合に30 GPa、焼結ダイヤモンドアンビル(14 × 14 × 14 mm3)用いた場合に最大100 GPaまでの高圧力を3000 Kの高温下で発生させることが可能で(図3)、この圧力温度は地球深部の上部マントルから下部マントル領域に相当します。


研究分野

・大容量プレスと電気抵抗加熱による高温高圧下その場測定
・20-150 keVの白色X線を用いたエネルギー分散型粉末X線回折(2θ = 3-16°)
・30-60 keVの単色X線を用いた二次元X線回折(2θ = <10°)
・X線吸収イメージング
・高温高圧下での弾性波速度測定


図:主要光学素子のレイアウト

試料位置でのX線
Energy range 20 - 150 kev(white)
Beam size 0.05 x 0.05 - 10 x 10mm2
Beam divergence(V) < 0.05 mrad
Beam divergence(H) < 0.5 mrad

問い合わせ先

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肥後 祐司
(公財)高輝度光科学研究センター(JASRI)
〒679-5198 兵庫県佐用郡佐用町光都1丁目1-1
Phone : 0791-58-2750
FAX : 0791-58-0830
e-mail : higo

丹下慶範
(公財)高輝度光科学研究センター(JASRI)
〒679-5198 兵庫県佐用郡佐用町光都1丁目1-1
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FAX : 0791-58-0830
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BL04B1


Outline of beamline

The BL04B1, “High Pressure and High Temperature” is a white X-ray beamline from a bending magnet. The use of high energy (20 - 150 keV) is suitable for energy-dispersive diffraction experiment using a solid state detector (SSD) and X-ray radiography experiment using a CCD camera. Moreover, the double silicon crystal monochromator can select the X-ray energy between 30 and 60 keV from synchrotron X-ray radiation through bending magnet, the 2D-XRD data is acquirable using large area CCD camera. This beamline is designed to conduct research on the structure and properties of materials in the Earth's interior under high-pressure and high-temperature conditions. High-pressure and high-temperature experiments are performed using two large-volume presses: SPEED-1500 and SPEED-Mk.II, both of which are installed in the tandem experimental stations (Experimental hutch 1, hutch 2) (Fig. 1). These large-volume presses are constructed by double-stage (Kawai-type) high-pressure vessels with two kinds of the anvils; the tungsten carbide (WC) and the sintered diamond (SD) (Fig. 2). The pressure can be reached up to 30 GPa with using WC anvil and over 30 GPa with using SD anvil, and its high pressure condition, and its high pressure and high temperature condition is corresponding to the upper or the lower mantle region in Earth's interior.


Research field

・In-situ X-ray measurements under high pressure and high temperature conditions using large-volume press and resistance heating
・Energy dispersive X-ray diffraction measurements (2θ = 3-16°/ 20-150 keV)
・Angle dispersive X-ray diffraction measurements (30-60 keV/ 2θ = <10°)
・X-ray absorption imaging
・Elastic velocity measurements under extreme conditions


Light source and optical system

 


図:主要光学素子のレイアウト

X-rays at Sample
Energy range 20 - 150 kev(white)
Beam size 0.05 x 0.05 - 10 x 10mm2
Beam divergence(V) < 0.05 mrad
Beam divergence(H) < 0.5 mrad

Contact

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Yuji HIGO
SPring-8 / JASRI
1-1-1 Kouto, Sayo-cho, Sayo-gun, Hyogo 679-5198
Phone : +81-(0)791-58-2750
Fax : +81-(0)791-58-0830
e-mail : higo

Yoshinori TANGE
SPring-8 / JASRI
1-1-1 Kouto, Sayo-cho, Sayo-gun, Hyogo 679-5198
Phone : +81-(0)791-58-2750
Fax : +81-(0)791-58-0830
e-mail : yoshinori.tange


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