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梶本 亮一; 中村 充孝; 稲村 泰弘; 蒲沢 和也*; 池内 和彦*; 飯田 一樹*; 石角 元志*; 村井 直樹; 吉良 弘*; 中谷 健; et al.
Journal of Physics; Conference Series, 1021(1), p.012030_1 - 012030_6, 2018/06
被引用回数：3 パーセンタイル：88.67(Nuclear Science & Technology)4SEASONS is a medium-resolution thermal neutron chopper spectrometer in the Materials and Life Science Experimental Facility (MLF) at J-PARC. Although 4SEASONS is routinely used for many experiments by internal and external users, upgrading and maintenance work is still underway. This paper reviews the recent improvements of the instrument.
中島 健次; 川北 至信; 伊藤 晋一*; 阿部 淳*; 相澤 一也; 青木 裕之; 遠藤 仁*; 藤田 全基*; 舟越 賢一*; Gong, W.*; et al.
Quantum Beam Science (Internet), 1(3), p.9_1 - 9_59, 2017/12
J-PARC物質・生命科学実験施設の中性子実験装置についてのレビューである。物質・生命科学実験施設には23の中性子ビームポートがあり21台の装置が設置されている。それらは、J-PARCの高性能な中性子源と最新の技術を組み合わせた世界屈指の実験装置群である。このレビューでは、装置性能や典型的な成果等について概観する。
坂佐井 馨; 佐藤 節夫*; 瀬谷 智洋*; 中村 龍也; 藤 健太郎; 山岸 秀志*; 曽山 和彦; 山崎 大; 丸山 龍治; 奥 隆之; et al.
Quantum Beam Science (Internet), 1(2), p.10_1 - 10_35, 2017/09
J-PARC物質・生命科学実験施設では、中性子検出器、スーパーミラーや
Heスピンフィルターなどの光学機器、及びチョッパー等の中性子デバイスが開発され、据え付けられている。また、計算環境として機器制御、データ取得、データ解析、及びデータベースの4つのコンポーネントが整備されている。また、物質・生命科学実験施設では実験に使用される様々な試料環境が利用可能である。本論文では、これらの現状について報告する。
梶本 亮一; 中村 充孝; 稲村 泰弘; 蒲沢 和也*; 池内 和彦*; 飯田 一樹*; 石角 元志*; 中島 健次; 河村 聖子; 中谷 健; et al.
JAEA-Conf 2015-002, p.319 - 329, 2016/02
4SEASONS (
) is one of the three chopper spectrometers operating in MLF at J-PARC, and covers thermal neutron region (
- 
meV) with relaxed resolution and high flux. The repetition rate multiplication by the Fermi chopper on this short length (18 m between the source and the sample) spectrometer enables wide-band multiple-incident-energy (multi-
) measurements, which proved to be useful in observing hierarchical structures in excitations over a large energy scale. On the other hand, the upgrading work of the spectrometer has been continued since the first inelastic scattering experiment in 2009. For examples, we took several measures to suppress background, installed new detectors recently, and are developing a new Fermi chopper now. In the presentation, we show examples of scientific outputs from the spectrometer which benefit from the multi- measurements, and recent or planned upgrades of the instrument.
Ga
O
(x =0, 0.018)中島 多朗*; 満田 節生*; 高橋 慶一郎*; 吉冨 啓祐*; 増田 一也*; 金子 周史*; 本間 勇紀*; 小林 悟*; 北澤 英明*; 小坂 昌史*; et al.
Journal of the Physical Society of Japan, 81(9), p.094710_1 - 094710_8, 2012/09
We have investigated effects of applied uniaxial pressure (
) on magnetic phase transitions in a triangular lattice antiferromagnet CuFeO (CFO) and a slightly Ga-substituted compound CuFeGaO (CFGO) with 
= 0.018. We have performed neutron diffraction, spherical neutron polarimetry, magnetic susceptibility and pyroelectric measurements under up to 100 MPa applied on the [1
0] surfaces of the single crystal samples.
GaO ( = 0, 0.018)中島 多朗*; 満田 節生*; 高橋 慶一郎*; 吉冨 啓祐*; 増田 一也*; 金子 周史*; 本間 勇紀*; 小林 悟*; 北澤 英明*; 小坂 昌史*; et al.
Journal of the Physical Society of Japan, 81(9), p.094710_1 - 094710_8, 2012/09
被引用回数：13 パーセンタイル：63.29(Physics, Multidisciplinary)We have investigated effects of applied uniaxial pressure () on magnetic phase transitions in a triangular lattice antiferromagnet CuFeO (CFO) and a slightly Ga-substituted compound CuFeGaO (CFGO) with = 0.018 by spherical neutron polarimetry. In both of CFO and CFGO ( = 0.018), the application of significantly increases the transition temperature from the paramagnetic phase to a collinear incommensurate antiferromagnetic phase. This suggests that the application of breaks equilateral symmetry of the triangular lattice and partially relieves geometrical spin frustration, which generally suppresses long-range magnetic orderings. Thus we demonstrated that uniaxial pressure can be an effective tool to control magnetic phase transitions in frustrated magnets.
中島 健次; 河村 聖子; 菊地 龍弥; 中村 充孝; 梶本 亮一; 稲村 泰弘; 高橋 伸明; 相澤 一也; 鈴谷 賢太郎; 柴田 薫; et al.
Journal of the Physical Society of Japan, 80(Suppl.B), p.SB028_1 - SB028_6, 2011/05
被引用回数：125 パーセンタイル：95.7(Physics, Multidisciplinary)アマテラスは、J-PARCの物質・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であり、結合型水素モデレーターと新開発の高速ディスクチョッパーの組合せで、高分解能,高強度を両立させる最新鋭の中性子分光器である。今回の発表では、これまでの機器調整とユーザー利用の成果を踏まえ、アマテラスの現状と性能、そして、得られた成果の例を示す。
梶本 亮一; 中村 充孝; 稲村 泰弘; 水野 文夫; 中島 健次; 河村 聖子; 横尾 哲也*; 中谷 健; 丸山 龍治; 曽山 和彦; et al.
Journal of the Physical Society of Japan, 80(Suppl.B), p.SB025_1 - SB025_6, 2011/01
被引用回数：102 パーセンタイル：94.01(Physics, Multidisciplinary)4SEASONS is a Fermi chopper spectrometer, which is in operation in Materials and Life Science Experimental Facility (MLF), J-PARC. It is intended to provide high-efficiency measurement of weak inelastic signals on novel spin and lattice dynamics with thermal neutrons. For this purpose, the spectrometer utilizes the coupled moderator and advanced instrumental design such as an elliptic-shaped converging neutron guide with high-critical angle supermirrors inside, long (2.5 m) position sensitive detectors, and a Fermi chopper feasible for multiple-incident-energy (multi-
) measurement with the repetition rate multiplication technique. Here we show detailed design of the spectrometer, evaluation of its performance, and some examples of measurements.
新井 正敏; 相澤 一也; 中島 健次; 柴田 薫; 高橋 伸明
JAEA-Review 2009-014, 84 Pages, 2009/07
JAEA-Review-2009-014.pdf:25.2MB
2008年11月12
13日に日本原子力研究開発機構J-PARCセンターにおいて、ダイナミクス解析装置DNAの第2回国際アドバイザリ委員会が開催された。本委員会は、J-PARC/MLFに平成20年度より建設が開始されたダイナミクス解析装置DNAの仕様検討に資することを目的に、背面反射型分光器に造詣の深い著名な4名の委員(Dan Neumann博士(委員長), Ferenc Mezei教授, Hannu Mutka博士, Philip Tregenna-Piggott博士)により組織されており、平成20年2月2729日に第1回委員会が開催された。本報告書は、第2回委員会の答申、及び委員会における講演資料を収録したものである。
新井 正敏; 相澤 一也; 中島 健次; 柴田 薫; 高橋 伸明
JAEA-Review 2008-036, 162 Pages, 2008/08
JAEA-Review-2008-036.pdf:38.32MB
2008年2月27日29日に日本原子力研究開発機構J-PARCセンターにおいて、「生命科学分子動力学研究のための背面反射型分光器」に関するワークショップが開催された。本ワークショップは、J-PARC/MLFに建設が計画されているダイナミクス解析装置DNAの仕様検討に資することを目的に、米国・フランス・スイスの三国において稼働中の同型の実験装置(背面反射型分光器)に造詣の深い著名な4名の研究者を国際アドバイザリ委員(委員: Dan Neumann博士(委員長); Ferenc Mezei教授; Hannu Mutka博士; Philip Tregenna-Piggott博士)として招聘し、前半を講演形式、後半を委員会形式で開催された。本報告書は、国際アドバイザリ委員会の要旨、及び委員会・ワークショップで使用された発表資料を収録したものである。
平成21年度科学研究費補助金特別推進研究「4次元空間中性子探査装置の開発と酸化物高温超伝導機構の解明」平成17年度研究報告書新井 正敏; 横尾 哲也*; 梶本 亮一; 中島 健次; 社本 真一; 山田 和芳*; 藤田 全基*; 猪野 隆*; 曽山 和彦; 中村 充孝; et al.
JAEA-Review 2006-033, 58 Pages, 2006/11
JAEA-Review-2006-033.pdf:17.22MB
平成17年度から平成21年度にわたり、「4次元空間中性子探査装置の開発と酸化物高温超伝導機構の解明」を研究課題とする科学研究費補助金・特別推進研究が採択された(研究代表者・新井正敏)。本研究は大強度陽子加速器(J-PARC)の大強度パルス中性子源において、現在世界最高性能の非弾性散乱実験装置よりも二桁高い性能を有する実験装置、4次元空間中性子探査装置(4SEASONS: 4d SpacE AccesS neutrON Spectrometer)を建設し、異常な磁気励起,フォノン異常現象を3次元の波数-エネルギーからなる4次元空間で詳細に観測することにより酸化物高温超伝導機構の解明を目指すものである。本報告書は本研究の平成17年度の研究成果をまとめたものである。
中島 一也; 衣旗 利夫; 河田 東海夫
PNC TN8410 92-012, 47 Pages, 1991/12
目 的 高性能型(6000rpm型)遠心清澄モックアップ装置は,清澄運転後,不溶解残渣(約2Kg)を保持した状態での降速時(定格6000rpmから回転数を下げるとき)に装置本体,設置架台に不安定振動が生じることが確認された。本報告書の目的は,清澄機本体を他の付属機器との共振をなくした架台上に設置し,清澄機本体の発生源とする不安定振動の原因究明と振動低減のための対策を施した状態で,清澄運動後,降速時の振動特性等を把握することである。方 法 不安定振動の発生要因として,下記に示す4項目が考えられる。1. 下部軸受ダンパの振動吸収力と回転ボウルが発生振動力の不釣り合い2. 給液条件の影響3. ボウル内液自由表面下の流体振動の影響4. 設置架台強度の影響本試験は,上記の項目のうち,項目4に対する対策を実施し,運転中に回転ボウルに加わる負荷の状態を変え,ボウル・軸振動幅の定量測定を実施した。さらに,前回報告書で振動低減にもっとも効果があった横バッフル板を設置した場合について再確認試験を実施した。結 果 回転ボウル内壁に横バッフル板を設置することにより,下記に示す清澄機性能の改良が成された1 降速時の不安定振動が生じないことこの結果により,横バッフル板を設置しない場合は,ボウル内液自由表面下で波立ち(スロッシング現象)が生じていることが推測される。2 清澄運転時の回転数を40006000rpm 間に設定した場合でも,標準運転条件(100l/h
6h)下の清澄運転が可能となったこと 結 論 本試験結果および前回報告書*1の結果より,回転安定性の面から高性能型機の回転ボウルの給液条件および横バッフル板設置条件は以下の通りとする。給液ノズル条件---ボウル下面より55mm上で給液する横バッフル板設置条件---ボウル下面より150mm上に設置する注記 *1-6章参考文献2)参H
中島 一也; 安 隆己; 河田 東海夫
PNC TN8410 91-325, 68 Pages, 1991/11
目 的高性能型(6000rpm型)遠心清澄モックアップ装置は,清澄運転後,不溶解残渣(約2Kg)を保持した状態での降速時(定格6000rpmから回転数を下げる時)に装置本体,設置架台に不安定振動が生じることが確認された。本報告書は,不安定振動の原因究明と振動低減のための対策を施した後,降速時の振動特性等を把握する。方 法 不安定振動の発生要因として,下記に示す4項目が考えられる。1. 下部軸受ダンパの振動吸収力と回転ボウルが発生する振動力の不釣り合い2. 給液条件の影響3. ボウル内液自由表面下の流体振動の影響4. 設置架台強度の影響本試験は,上記の項目の内,13に対する対策を実施し,清澄運転後,不溶解残渣(アルミナ約2Kg)を保持した状態の降速時のボウル・軸振動幅を定量測定し,振動低減に最も効果があり,清澄性能(捕集効率),給液リーク率,スラッジ洗浄に影響を及ぼさない対策を選定する。結 果1.下部軸受緩衝体のダンピング係数をバネ定数k=9kgf/cm,減衰係数c=20kgf・s/cmに定した場合と従来の場合(k=600kgf/cm,c= 0.3kgf・s/cm)と比較しても,振動低減の効な効果は確認できなかった。2. ボウル内壁に対するスラッジ付着位置を変えること,すなわち,給液ノズル高さを変え,給液することによりスラッジの付着位置を変え,スラッジ自体をボウルの回転中のバランスをとるバランサとして作用させるという対策の場合,給液ノズルをボウル下面より55mm上に設置した場合と従来の場合(ボウル下面より25mm上)を比較すると,降速時の振動が約1/3,給液リーク率が約1/6に低減できることが確認出来た。3. 回転ボウル内液自由表面上の流体振動による不安定振動低減のため,横バッフル板を回転ボウル内壁にボウル下面より 150mm上に設置した場合,給液条件を変える対策の場合と比較しても顕著な効果は確認できなかったが,清澄運転時の回転数を40006000rpmの間に設定した試験でも安定した運転が確認できた。結 論 今回実施した試験範囲の結果より,高性能型機(6000rpm型機)の振動低減に最も効果があり,さらに,清澄性能の低下,給液リーク率の増加,スラッジ洗浄性能の低下をもたらさない条件を下記に示す。給液ノズル条件--ボウル下面より55mm上で給液する横バッフル板設置
中島 一也; 安 隆己; 河田 東海夫
PNC TN8410 91-186, 85 Pages, 1991/06
平成元年度に製作した高速で回転する(6000rpm)高性能型遠心清澄モッックアップ装置を用いて、機器性能を調べ、実機の開発に反映する。また、リサイクル機器試験施設(RETF)清澄工程への適用性について検討する。さらに、高性能機と平成元年度前半までに実施したサブクリティカル機の性能比較を行うことを目的とした。高性能型遠心清澄モックアップ装置を使用し、分散媒として水、模擬粒子としてアルミナを用い、機械的性能試験、清澄性能試験等を実施した。機械的性能試験、清澄性能試験により、以下の結果を得た。(1)標準運転条件(100l/h6hour)下で清澄試験を行った結果、6000rpm清澄運転時の機械的性能は安定しているが、清澄運転後、降速時に不安定振動現象が確認された。したがって、本機のRETFへの適用のためには、降速時の振動特性の安定性の向上が必要である。(2)清澄性能については、模擬液の平均粒径により変化するが、粒径0.5
m
において約94%以上の捕集効率が得られた。(3)6000rpm運転時の給液リーク率と給液条件の関係を把握し、最適給液条件を選定した。(4)高性能型(6000rpm型)とサブクリティカル機(3000rpm型)を比較すると、高性能型は微小粒径の捕集性能は優れているが、給液リーク率は増加することが確認できた。
梶本 亮一; 横尾 哲也*; 中島 健次; 中村 充孝; 稲村 泰弘; 曽山 和彦; 猪野 隆*; 大山 研司*; 坂井 麻貴子; 相澤 一也; et al.
no journal, ,
4SEASONSは大強度陽子加速器(J-PARC)の核破砕中性子研究施設で最初に建設されるチョッパー分光器の一つである。この分光器は5-300meVの入射中性子(
)を利用した高温超伝導体及び関連物質の研究を目指している。4SEASONSでは分解能を緩和し(エネルギー遷移
のとき
-6%)、さらに高効率の中性子光学デバイスを備えることで試料位置での高い中性子束を実現する。さらに新型FermiチョッパーによるRRM法測定によって測定効率のさらなる向上を図っている。分光器開発に関する最近の進展としては、まず、より幅広い研究が可能になるように散乱角を水平方向に
拡大したことが挙げられる。さらに、2.5m長の
He位置敏感型検出器の中性子照射試験,新型チョッパーのスリットパッケージの試作などが進行中である。
梶本 亮一; 横尾 哲也*; 中島 健次; 中村 充孝; 稲村 泰弘; 丸山 龍治; 曽山 和彦; 鈴谷 賢太郎; 猪野 隆*; 大山 研司*; et al.
no journal, ,
4次元空間中性子探査装置(4SEASONS、四季)は大強度陽子加速器(J-PARC)の核破砕中性子研究施設に建設されるチョッパー型非弾性散乱装置の一つである。本装置は高温超伝導体及び関連物質のダイナミクスの研究を目的としており、入射エネルギー範囲(
-300meV)や分解能(エネルギー遷移のとき-6%)はこれらの系の観測に必要十分な値を選択している。このように分解能を緩和し、かつ高効率の中性子光学デバイスを備えることで試料位置での高い中性子束を実現する。さらに、新型Fermiチョッパー(MAGICチョッパー)によるRRM法測定によって測定効率のさらなる向上を図り、併せて既存のチョッパー型分光器に比べて2桁高い測定効率の実現を目指している。本発表では、本装置の予想性能及び、最近の開発状況について紹介する。
梶本 亮一; 横尾 哲也*; 中島 健次; 中村 充孝; 稲村 泰弘; 丸山 龍治; 曽山 和彦; 鈴谷 賢太郎; 猪野 隆*; 大山 研司*; et al.
no journal, ,
チョッパー型中性子非弾性散乱装置4SEASONSは大強度陽子加速器(J-PARC)核破砕中性子実験施設におけるday-one装置の一つである。この装置の測定エネルギー範囲は5-300meVであるが、分解能を中程度に抑える(において
%)一方、高効率ビーム輸送系及び多重入射エネルギー測定の採用により高強度化を図っている。こうして得られた高強度・高測定効率を活かした高温超伝導体及びその関連物質における新奇な量子現象の研究が4SEASONSの目的である。本発表では、真空槽及び遮蔽体の建設,多重入射エネルギー測定のための新型フェルミチョッパー,2.5m長尺He位置敏感型検出器,ビーム輸送系の開発などの4SEASONSの開発及び建設の現状について報告する。
中島 健次; 中村 充孝; 稲村 泰弘; 梶本 亮一; 脇本 秀一; 長壁 豊隆; 目時 直人; 伊藤 晋一*; 佐藤 卓*; 加倉井 和久; et al.
no journal, ,
J-PARC、物質・生命科学実験施設に向けて建設を進めているアマテラスは、最高回転数350Hzの高速ディスクチョッパー3組を装備し、結合型減速材の大ピーク強度をパルス整形しながら高分解能で利用するマルチチョッパー型分光器である。線源と試料間は途中曲導管となっている30mの飛行経路を持ち、試料から4mを隔てて検出器が置かれる。検出器バンクは、直径1インチ,長さ3mの1次元PSDで構成され、水平方向-40度から140度,垂直方向-16度から23度,立体角にして
strを覆う。
meVの領域をカバーし、
meVの領域では、最高エネルギー分解能
meVを実現する。ディスクチョッパーの利点を活かし、測定に応じた強度と分解能の最適化や複数入射エネルギーの測定にも対応している。アマテラスは、2008年秋の完成を目指して現在建設が進められており、本体真空槽,遮蔽体,検出器,チョッパーシステム,ガイド管,関連する周辺機器等の設計が進められている。今回の発表では、アマテラスの概要と建設の最新の状況について報告する。
梶本 亮一; 中村 充孝; 横尾 哲也*; 中島 健次; 稲村 泰弘; 高橋 伸明; 丸山 龍治; 曽山 和彦; 柴田 薫; 鈴谷 賢太郎; et al.
no journal, ,
4SEASONSはJ-PARC/MLFのパルス中性子源におけるチョッパー分光器の一つである。中程度の分解能(% at )ながら300meVまでのエネルギー領域で非常に高い検出効率を実現し、高温超伝導体及びその関連物質における新奇なスピン・格子ダイナミクスによって生じる弱い非弾性散乱データを効率的に検出することを目的としている。そのために本分光器は高
(
-4)スーパーミラーによる楕円型収束ガイド管を備え、長尺(2.5m)He位置敏感型検出器を真空散乱槽の内部に円筒状に配列するなどの工夫をこらしている。さらに、専用Fermiチョッパー(MAGICチョッパー)による多エネルギー同時測定やHeスピンフィルターを利用した偏極解析にも対応する。4SEASONSの建設は現在進行中であり、2008年12月に利用開始となる予定である。本発表では4SEASONSの設計及び建設の現状について報告する。
梶本 亮一; 横尾 哲也*; 中村 充孝; 中島 健次; 稲村 泰弘; 高橋 伸明; 丸山 龍治; 曽山 和彦; 水野 文夫; 柴田 薫; et al.
no journal, ,
「四季」はJ-PARC物質・生命科学実験施設(MLF)に設置されるチョッパー型非弾性散乱装置の一つであり、数100meV以下のエネルギー領域で中分解能ながら従来の装置に比して飛躍的な測定効率の向上を目指した装置である。今年度後半からの供用開始に向けて現在建設が急ピッチで進められ、9月には一部の機器が未整備ながらも中性子ビームを使用した試験調整運転を開始した。本発表では「四季」の建設状況を9月のビーム実験の結果も交えながら報告する。
