Ibaraki biological crystal diffractometer in J-PARC (BIX-P1); Optimization of design parameters

J-PARC茨城県生命物質構造解析装置(BIX-P1); 装置設計パラメータの最適化

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-4と比べて約50倍の測定効率を目指し設計開発が進められている。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。装置設計パラメータはこれらの反射の重なりを考慮し決定されなければならない。また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。そこで反射の重なりの度合い、ブラッグ反射の測定収率、時間軸に沿った反射プロファイルを装置設計パラメータをもとに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。このプログラムを用いたシミュレーションの結果をもとに生体高分子の構造解析に焦点をおいた装置設計パラメータ及び反射分離戦略の考察を行ったのでこれを報告する。

The TOF neutron biological diffractometer in J-PARC proposed by Ibaraki prefectural government is designed to cover the samples have their cell edges up to 135A, and to realize the efficiency is more than 50 times larger than the present high performance diffractometer, BIX-4. To achieve this performance, the diffractometer will be installed on a coupled moderator has more intense peak but wider pulse shape. The overlapping of Bragg spots along the time-axis expected should be considered for the determination of optic parameters and it is necessary to de-convolute the overlapped spots with higher accuracy. The original simulation programs of TOF diffraction data were developed to obtain information of spot-overlapping, completeness of Bragg spots and spot profiles along time-axis. In this paper, the consideration of important designed parameters focused on biological macromolecular and the strategy of de-convoluting overlapped spots will be reported based on the simulation results.