Peak overlapping and its de-convolution in TOF diffraction data from neutron biological diffractometer in J-PARC

J-PARC生体物質構造解析装置によるTOF回折データにおけるピーク重なりとその分離

日下 勝弘; 大原 高志   ; 田中 伊知朗*; 新村 信雄*; 尾関 智二*; 栗原 和男; 相澤 一也  ; 森井 幸生; 新井 正敏; 江幡 一弘*; 高野 佳樹*

Kusaka, Katsuhiro; Ohara, Takashi; Tanaka, Ichiro*; Niimura, Nobuo*; Ozeki, Tomoji*; Kurihara, Kazuo; Aizawa, Kazuya; Morii, Yukio; Arai, Masatoshi; Ebata, Kazuhiro*; Takano, Yoshiki*

茨城県が提案するJ-PARC生命物質構造解析装置は現存する生体高分子用回折計BIX-3,4(JRR-3, JAEA)と比べて約50倍の測定効率を目指し設計開発を進めている。この性能を達成するため、本装置はより中性子強度が強く、広いパルス時間幅を持つ結合型減速材を配するビームラインに導入される。この広いパルス時間幅を持つ入射中性子を用いることにより隣接するブラッグ反射は時間軸方向に部分的に重なりを持つことが予想される。生体高分子中の水素原子の位置情報を十分な精度で得るためにはこれらの重なった反射の分離方法の確立が必要不可欠である。そこで実際の反射重なりの様子を知り反射分離の最適な方法を見いだすために、本装置の設計パラメータをもとにTOF回折データをシミュレーションするコンピュータプログラムを開発した。このシミュレーションの結果をもとに考察した反射分離の戦略について報告する。

The TOF neutron biological diffractometer in J-PARC proposed by Ibaraki prefectural government is designed to cover the sample crystals which have their cell edges up to 135, and to realize the efficiency which is more than 50 times larger than the present high performance diffractometers, BIX-3 and BIX-4 in JRR-3 reactor in JAERI. To achieve this performance, the diffractometer will be installed on a coupled moderator which has more intense peak and integrated intensity but wider pulse shape than a decoupled moderator. It is expected that some neighbor Bragg spots will overlap partially each other along the time-axis. It is necessary to de-convolute the overlapped spots in order to obtain a data set which has a quality good enough to identify hydrogen atoms in biological macromolecules. The original simulation programs of TOF diffraction data with designed parameters of the diffractometer were developed to obtain information of spot-overlapping and then to find the best procedure to de-convolute the overlapped spots. The strategy of de-convoluting overlapped Bragg spots will be reported based on the results of the simulations.