Current status of IBARAKI biological diffractometer in J-PARC; Optimization of design parameters

J-PARC茨城県生命物質構造解析装置の現状; 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*; 栗原 和男; 細谷 孝明; 尾関 智二*; 相澤 一也  ; 森井 幸生; 新井 正敏; 林 真琴*; 江幡 一弘*; 高野 佳樹*

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

茨城県がJ-PARC, MLF施設に設置予定の生命物質構造解析装置は現存する最高性能の生体高分子用中性子回折計BIX-4の50倍以上の測定効率を目指して設計・開発が進められている。本装置はこの高い測定効率を実現するため、結合型減速材を配するビームラインに設置することが決まっている。結合型減速材からの中性子ビームはパルス時間幅が広いため、格子定数の大きな単結晶試料の回折パターンを測定する場合、隣接するブラッグ反射が時間・空間方向に重なりを示すことが予想される。生体高分子中の水素位置を決定するに十分な分解能の積分反射強度データを得るためには、重なりを持つ反射の積分強度も高い精度で分離しデータとして用いなければならない。また、装置設計はこのブラッグ反射の重なりとその分離を考慮して行わなければならない。そこでわれわれは、反射重なりの度合い、反射の測定収率,時間軸に沿ったピークプロファイルを、装置設計パラメータをもとにシミュレーションする3つのプログラムを開発した。これら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、最適な装置設計パラメータ及び反射分離法の検討を行ったのでこれを報告する。

Ibaraki prefecture has started to construct IBARAKI biological crystal diffractometer for industrial use at MLF, J-PARC. It is designed to achieve the efficiency which is more than 50 times larger than the present high performance diffractometer BIX-4. To realize this performance, the diffractometer will be installed on a coupled moderator has more intense peak but wider pulse shape than a decoupled one. It is expected that some neighbor Bragg spots will overlap partially each other along the time axis. The overlapping of Bragg spots should be considered for optimization of design parameters and it is necessary to de-convolute the overlapped spots. The three original simulation programs of TOF diffraction data with designed parameters of the diffractometer were developed to obtain information of spot-overlapping, completeness of Bragg spots and spot profiles along the time axis. The consideration of important designed parameters will be reported based on the simulation results.