大型ナノ多結晶ダイヤモンド対向アンビルを用いた高圧下パルス中性子粉末回折実験

摘要

水素を観察したい。高圧地球科学の分野では，鉱物·マグマ·氷·金属などの地球惑星物質中の水素にいまや大きな関心が集まっている。物質中の水素の微視的位置の観察には，中性子回折実験が特に有効である。高強度のパルス中性子源であるJ-PARC（大強度陽子加速器施設）のMLF（物質·生命科学実験施設）では共用実験が開始されており，現在は100kW出力のビームが利用可能で，近い将来にはさらに最大1MWに達するまでの出力の増加が計画されている。これは従来のパルス中性子施設の約100倍にも達する強度である。我々はこの高強度中性子ビームを活用して，これまでは実現が叶わなかった地球下部マントルや惑星深部の水素を観察するために， X線回折や光散乱実験で使われるダイヤモンドアンビルセル（DAC）の圧力発生能力を維持しながらその試料体積を数桁増加させた，中性子散乱用対向アンビルセルの技術開発を進めてきた。目標実現への道のりはまだまだ遠いのだが，これまでに得た多少の進展について読者各位の率直なご批判を賜るべく，現状を簡単に報告しておきたい。