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永井 崇之; 岡本 芳浩; 秋山 大輔*; 佐藤 修彰*; 桐島 陽*
no journal, ,
高レベル放射性廃液を原料ガラスと混合してガラス化した際、廃液中に含まれる微量のウラン化合物がガラス固化体に含まれる廃液成分の化学状態へ与える影響を把握するため、模擬ガラス固化体試料中のセリウム及びウランの原子価状態を放射光XAFS測定により評価した。ウラン化合物を含む廃液をガラス固化処理した場合、作製したガラス固化体中の廃液成分は酸化される可能性があると推察する。
松江 秀明; 長壁 豊隆; 阿部 一英
no journal, ,
JRR-3は熱出20MW、炉心付近における最大熱中性子束3
10
n/(cm
sec)の我が国最大級の研究炉である。昭和37年に初の国産研究炉として建設され、原子力の黎明期を支える多くの研究に広く活用された後、平成2年に大規模な改造を行い、照射設備,ビーム実験用設備および冷中性子源装置を有する世界最高水準の実験研究が可能な汎用型研究炉に生まれ変わった。その後、種々の中性子ビーム実験,放射化分析,医療用RIや核変換ドーピングによるSi半導体の製造等が行われ、基礎研究から産業利用に至る幅広い分野に利用されきたが、東日本大震災以降は、新たに設けられた新規制基準に適合すべく運転を休止している。JRR-3では、新規制基準適合性確認に係る設置変更許可申請を平成26年9月に行い、長らくの新規制基準適合性審査を経て、平成30年11月に設置変更許可を取得した。平成31年4月からは、原子炉建家, ビームホール等の耐震補強工事を開始し、令和3年2月末の運転再開を目指している。また、耐震補強工事と並行して、炉心に近い部分の冷中性子導管の更新(令和元年10月完了)に代表されるビーム強度増強、装置も含めた実験設備の高度化、ユーザーズオフィスの整備など、装置の性能向上やJRR-3利用者の利便性向上に向けた活動に取り組んでいるところである。本ポスター発表では、JRR-3の概要及びその強みである使いやすさ(安定したビーム強度、高エネルギー中性子や
線のバックグランド放射線の少なさに起因する遮蔽・測定の容易さ、試料環境に広いスペースを割ける実験の自由さ)を存分に活用した多彩な中性子利用実験装置を紹介するとともに耐震補強などの進捗状況と運転再開までのスケジュールについても紹介する。JRR-3運転再開後、国内の中性子科学がJRR-3とJ-PARC MLFや理研のRANS等中性子源施設との共存という新たな時代の幕開けに向かう中、日本中性子科学会「ロードマップ特別委員会」の提言では、JRR-3の利用に対する機動性の高さや利用ジャンルの多様性、さらには教育への活用の観点からプラットフォームのハブ施設となることへの期待が述べられている。JRR-3としてもこの期待に応えていきたい。
梶本 亮一; 中村 充孝; 蒲沢 和也*; 稲村 泰弘; 池内 和彦*; 飯田 一樹*; 石角 元志*
no journal, ,
四季は数meV
数100meVのエネルギー領域における原子・スピンのダイナミクスを最高約5%のエネルギー分解能で測定可能な非弾性中性子散乱装置である。共用装置のひとつとして国内外のユーザーにビームタイムを提供し、2019年には鉄系超伝導、量子スピン系を中心とした分野で研究成果が生まれた。装置整備の面では、数年来継続的に行っていた検出器の増設が本年度ついに完了し、最大散乱角は130
となった。この高角側の検出器は近年盛んとなってきたエネルギー材料のフォノン研究等において威力を発揮すると期待される。さらに、高エネルギー中性子のバックグラウンドを低減させるT0チョッパーをMLF共通技術開発セクションで開発された新型機と交換した。これまで最大25Hzであった回転数が最大100Hzまで高速化されることで、高エネルギー領域(
100meV)での中性子強度が増加することが期待される。本発表ではこうした最近の装置の利用状況や装置の高度化の状況等について紹介する。
梶本 亮一; 横尾 哲也*; 中村 充孝; 川北 至信; 松浦 直人*; 遠藤 仁*; 瀬戸 秀紀*; 伊藤 晋一*; 中島 健次; 河村 聖子
no journal, ,
J-PARC・MLFには6ビームライン・7台の非弾性・準弾性装置が設置され、物質中の原子・スピンのダイナミクスの研究に供されている。サブmeV以上のエネルギー領域は4台の直接配置型分光器HRC,アマテラス,四季,POLANOが担っている。HRCは高エネルギー・高分解能の測定が可能なフェルミチョッパー分光器、アマテラスは冷中性子に最適化されたディスクチョッパー分光器、四季は分解能は控えめながら高強度・高測定効率を目指したFermiチョッパー分光器である。POLANOは上記3台にはない中性子偏極解析オプションを備えるFermiチョッパー分光器である。一方、より低エネルギー側を担う装置がDNAとVIN ROSEである。逆転配置型分光器DNAは背面反射配置の結晶アナライザーにより
eV meV領域の実験が可能である。MIEZE型とNRSE型の2台からなる中性子共鳴スピンエコー分光器群VIN ROSEはサブeVまでもの低いエネルギー領域をカバーする。このようにMLFの中性子分光器群は互いに補完する関係にあり、合わせて10
meVから10
meVまでの広いエネルギースケールの研究を可能としている。その研究対象は超伝導体,量子スピン系,エネルギー材料,非晶質材料,液体,ソフトマター,生体物質等,多岐にわたる。本発表では各装置の主な仕様、最近の整備・高度化および研究成果について総覧する。
Sr
NiO
の結晶構造解析梶本 亮一; 中島 健次; 藤田 全基*; 石角 元志*; 鳥居 周輝*; 石川 喜久*; Miao, P.*; 神山 崇*
no journal, ,
ホールがドープされた層状ペロブスカイトNi酸化物RSrNiOはホール濃度
でストライプ型の電荷・磁気秩序を示し、
では市松模様型の電荷秩序を広い濃度範囲で示すことが知られている。の高ホール濃度領域ではホールが面間の軌道に入ることで面内の市松模様型電荷秩序を保つと考えられ、
付近で金属に転移しても、依然として市松模様型電荷秩序の相関が強く残った異常金属状態となっていると考えられている。そこで、の高ホール濃度領域における電荷・軌道状態を結晶構造の観点から探るため、高分解能中性子回折による結晶構造解析を行った。試料はPrSrNiOの
と0.9の粉末試料を用い、中性子回折実験はMLF BL08のSuperHRPDにて行った。では格子定数, Ni-O結合長, 原子変位パラメータ共に滑らかな温度変化を示し、その変化の様子は低ホール濃度の
で報告されているものと同程度であった。一方、
では、NiO
八面体の頂点方向のNi-O結合長が高温領域で大きな熱収縮を示し、さらに、頂点酸素の面間方向の原子変位パラメータが、他の組成の試料に比べて特に大きな値を示すことを見いだした。本発表では、このにおける特異な構造的特徴を電荷の伝導性、Ni
サイト上の軌道状態と関連づけて考察する。
腰越 広輝*; 佐藤 勇*; 羽倉 尚人*; 宮原 直哉*; 鈴木 恵理子; 逢坂 正彦; 松浦 治明*
no journal, ,
福島第一原子力発電所の廃炉に必要となるコンクリートへの骨材の影響に着目したCs浸透挙動を解明するため、CsCl及びCsI水溶液への浸漬試験を行ったコンクリートに対してEXAFS分析を実施し、コンクリート中Csの化学的存在状態を調べた。骨材含有量の増加に伴いCs周囲のOの配位数が減少する傾向がみられ、骨材含有量がコンクリートへのCs浸透挙動に影響を与えている可能性が示された。
中島 健次; 河村 聖子; 古府 麻衣子; 村井 直樹; 稲村 泰弘; 菊地 龍弥*; 若井 大介*
no journal, ,
J-PARC物質・生命科学実験施設に設置された冷中性子ディスクチョッパー型分光器AMATERASは、パルス整形チョッパーとJ-PARCの結合型減速材の高ピーク強度の組み合わせにより、大強度、高分解能を両立する非弾性・準弾性散乱装置であり、2009年の稼働開始以来これまで、装置の高度化を進めながら、磁性や液体, 非晶質, 生体物質内のダイナミクスから産業利用に至るまで広い研究分野での利用に供されてきている。2019年度においては装置課題の他、2020年1月現在一般課題14件、JAEAプロジェクト課題2件を実施し、今後年度内にはさらに一般課題9件を実施する予定である。また、これまで行われてきたAMATERASの利用の成果として、2019年内には、10件の学術論文(掲載決定を含む)、4件の学位論文、関連する成果を元にした2件の受賞、その他多数の学術的会合での発表等がなされた。一方で、装置の整備としては、検出器の増設、試料環境の整備等を進めてきている。装置は、建設から10年を経過し、故障も目立ち始めそれらに対する対応も行っている。当日は、最近の成果例と合わせて、これらAMATERASの近況を報告する。
武田 全康; 村山 洋二
no journal, ,
JRR-3は2021年2月の運転再開を目指した耐震工事を開始し、予定通り工事が進んでいる。いよいよ約1年後には、JRR-3とMLFの共存という国内の中性子科学を推進してきた人たちの、悲願であるとともに未知なる新たな時代の幕開けを迎える事になる。JRR-3とMLFが中性子科学推進の両輪であるとの考え方の原点は、日本中性子科学会に組織された大型施設共用問題特別委員会での「包括的中性子利用のあり方について 最終報告書」(平成18年4月)まで記録としては遡ることができ、その後の同委員会での議論を経て、新たに設置された次世代研究用原子炉検討特別委員会、さらにはロードマップ特別委員会での議論と、その結果としての提言に引き継がれている。講演では、運転再開に向けた耐震工事などの最新の状況を報告するとともに、日本中性子科学会やJRR-3に装置を設置している外部研究機関との連携の下で進めているJRR-3の将来計画策定への取り組みについて紹介し、講演に引き続き行われるパネルディスカッションや、皆さんとの今後の活発な議論につなげたい。
RhSiの磁気PDF解析樹神 克明; 本田 孝志*; 山内 宏樹; 社本 真一; 池田 一貴*; 大友 季哉*
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金属磁性体MnRhSiに対してJ-PARCに設置されている高強度全散乱装置NOVAを用いて粉末中性子回折実験を行い、得られた回折データから磁気散乱成分を抽出して磁気PDFを導出した。反強磁性転移温度以上での磁気PDFには最近接Mn距離に対応する2.7
付近にのみ負の対相関ピークが観測された。一方転移温度以下では反強磁性長距離秩序に対応して長距離領域まで対相関ピークがみられると同時に、転移温度以上でみられた2.7付近の負の対相関ピークも観測された。このことは、2.7の負のピークは長距離磁気秩序とは異なる磁気構造をもつ短距離磁気秩序によるものであり、転移温度以下ではこの短距離磁気秩序が長距離磁気秩序と共存していることを示唆している。
中川 洋
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J-PARCのパルス中性子源が1MWのフルパワーに達し、JRR-3定常炉が再稼働目前になった今、生命科学における中性子の利用はこれまで以上に幅広いものになっていくと期待できる。中性子による生体物質(分子)の解析は、構造生物学的な視点からの解析や、水和やガラス転移などの基礎物性に関係した物性研究等に活用できる。また生命科学は生命現象の解明などの理学的な研究だけでなく、医学・薬学・農学などの応用科学とも密接に関係する。中性子による生命科学の基礎研究が、別の分野の新たな基礎研究や応用研究として発展しており、このような流れは産業利用にも結びつく。