同步加速器X射线实验显示出微小的推动作用并带来了重大后果

在《自然研究》通讯材料杂志上发表的一项研究中，昆士兰科技大学的研究人员来自地球与大气科学学院的Christoph Schrank博士，Oliver Gaede博士以及理学硕士毕业生Katherine Gioseffi与澳大利亚同步加速器和来自该实验室的同事合作。新南威尔士大学和华沙大学研究石膏如何在压力下更快地脱水。

施兰克博士说：“脱水是矿物由于加热而使结合在其晶格中的水流失的过程。”

“我们星球的岩石壳岩石圈包含许多富含水合矿物质的岩石。岩石圈脱水产生的水对地质过程(如火山形成，矿床和地震)产生巨大影响。”

在这项研究中，研究人员使用了具有同步加速器传输X射线散射的独特高压电池，该电池利用极其明亮的X射线来揭示岩石样品如何在高温和纳米级(十亿分之一米)的压力下发生转变。 。

墨尔本的ANSTO澳大利亚同步加速器位于一个足球场大小的建筑中，能够利用电子产生比太阳明亮一百万倍的强光束。

在研究中心，电子束以略低于光速的速度穿过圆形轨道中的隧道，该圆形轨道通过施加强磁场而“同步”。

矿物脱水，也称为煅烧，在工业过程中很重要。几个世纪以来，人们对石膏(CaSO 4 ·2H 2 O)进行脱水以产生半水合物(CaSO 4 ·0.5H 2 O)，而后者又被称为巴黎的石膏。

建筑行业每年生产约1000亿公斤的巴黎石膏，用于生产水泥和砂浆产品，并在医疗场景中用于固定骨折骨头的铸件。

关于火星上大量石膏和半水合物沉积物来源的科学辩论也在进行中。

在这项研究中，研究人员测试了石膏岩脱水的速度是否受应力的微小变化(例如板块构造运动中的压力变化)的影响。

盖德博士说：“令我们惊讶的是，我们发现如果用稍稍拧紧的虎钳夹住样品，岩石的失水速度是不夹钳时的两倍。”

“这一发现对地质过程具有重要意义。当构造板块沿其边界碰撞时，板块内的构造应力会随着时间的推移而逐渐建立。”

施兰克博士说，这项新研究表明，构造应力的小幅增长可以加快板块内水的释放，从而促进地震和新矿物的形成。

研究结果可以帮助工程师设计更节能的煅烧工艺。

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