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山本 風海; 金正 倫計; 林 直樹; Saha, P. K.; 田村 文彦; 山本 昌亘; 谷 教夫; 高柳 智弘; 神谷 潤一郎; 菖蒲田 義博; et al.
Journal of Nuclear Science and Technology, 59(9), p.1174 - 1205, 2022/09
被引用回数：5 パーセンタイル：87.42(Nuclear Science & Technology)J-PARC 3GeVシンクロトロン(RCS)は、最大1MWの大強度ビームを25Hzという早い繰り返しで中性子実験及び下流の主リングシンクロトロンに供給することを目的に設計された。2007年の加速器調整運転開始以降、RCSではビーム試験を通じて加速器の設計性能が満たされているかの確認を進め、必要に応じてより安定に運転するための改善を行ってきた。その結果として、近年RCSは1MWのビーム出力で連続運転を行うことが可能となり、共用運転に向けた最後の課題の抽出と対策の検討が進められている。本論文ではRCSの設計方針と実際の性能、および改善点について議論する。
加藤 新一; 原田 寛之; 畠山 衆一郎; 川瀬 雅人; 山本 風海; 金正 倫計
Proceedings of 13th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (インターネット), p.1089 - 1093, 2016/11
J-PARC 3GeVシンクロトロンでは、周回している陽子ビームの1次元横方向分布を非破壊に測定するために、残留ガスプロファイルモニタ(IPM)が導入されている。IPMは主に、外部電場生成用分割電極と検出部で構成される。IPMでは、ビームによってイオン化された残留ガスを横方向の外部電場で検出部まで輸送し、Multi-Channel Plate (MCP)によって電子として増幅する。そしてこの電子を検出し信号を再構成することで分布を測定している。これまでIPMでは、電場ポテンシャルの最適化や、印加電圧に対して緩やかなゲイン特性を持つMCPの採用などの改良を継続して行ってきた。その結果、IPMは低強度で行うビーム調整において必須の測定装置となっている。しかし、出力の増加に伴ってノイズが増加するため、100kWを超えるような大強度ビームでは検出信号がノイズに埋もれて分布測定ができないという問題があった。そこで、大強度ビームの分布測定に向けてこのノイズの原因探索と対策の検討を行った。具体的には、IPMの構造と大電流ビームを模擬したシミュレーションを行い、測定結果との比較を行った。その結果、ノイズの原因がビーム起因の電場であることを特定した。そこで、この結果を元にビーム起因の電場を遮蔽する分割電極部品を設計した。これにより、電場によるノイズは現在の1/100程度に抑制され、大強度ビームの分布測定が可能になると予想される。
今園 孝志; 森谷 直司*; 原田 善寿*; 佐野 一雄*; 小池 雅人
AIP Conference Proceedings 1465, p.38 - 42, 2012/07
被引用回数：0 パーセンタイル：0.13(Physics, Applied)Since 2000, the evaluation beamline for soft X-ray optical elements, BL-11, at SR Center of Ritsumeikan University, has been operated to measure the wavelength and angular characteristics of absolute reflectivity (or diffraction efficiency) of soft X-ray (SX) optical devices in a wavelength range of 0.65-25 nm. It is important to calibrate and assign wavelength, intensity, and polarization of the light introduced into a reflecto-diffractometer (RD) at BL-11 along with the evaluation of the characteristics of optical element samples. Not the beam intensity of the zero-th order light (BM0) but that of the monochromatized first order light (BM1) should be measured for the normalization of the incident beam intensity. It is because there should be an obvious linear relationship between the two values of BM1 and the signal intensity (ID) from a detector equipped in the RD. A new beam intensity monitor based on total electron yield (TEY) method has been installed just before the RD. It has been found out that the correlation coefficient between the signals obtained by the beam monitor and that by the detector (a photodiode) of RD has been estimated to be 0.989. It indicates that the new beam intensity monitor provides accurate real time measurement of the incident beam intensity.
吉本 政弘; 山崎 良雄; 林 直樹; 山本 風海; 佐伯 理生二; 發知 英明; Saha, P. K.; 原田 寛之; 川瀬 雅人; 石山 達也; et al.
Proceedings of 1st International Particle Accelerator Conference (IPAC '10) (Internet), p.3927 - 3929, 2010/05
J-PARC 3GeVシンクロトロン(RCS)ではボロンを含んだ炭素箔膜(HBCフォイル)を用いている。これまでRCSでの120kW定常運転及び300kWの試験運転での長期ビーム照射を経ても性能劣化は見られない。HBCフォイルの性能を確かめるためさまざまなビーム試験を行った。ビーム照射点を変えたり、膜厚の異なるフォイルを用いたりして、荷電変換効率の違いを測定した。また、フォイルを支持するSiCファイバーの影響も確認した。また、ビーム照射時のフォイルからのアウトガスの測定やビーム照射によるフォイル形状の変化についても報告する。
小池 雅人; 佐野 一雄*; Gullikson, E. M.*; 原田 善久*; 隈田 英樹*
Review of Scientific Instruments, 74(2), p.1156 - 1158, 2003/02
被引用回数：24 パーセンタイル：73.23(Instruments & Instrumentation)0.7-6nmを波長領域とする軟X線平面結像型分光器で使用される2400本/mmの刻線密度を持つラミナー型ホログラフィック回折格子を設計製作した。不等間隔溝パターンは非球面波露光を用いて、ラミナー型の溝形状は反応性イオン・エッチング方法によって形成した。この回折格子をモリブデンK軟X線光源とCCD検知器を備えた分光写真機を使用して評価した。さらに、0次~3次のスペクトルの絶対回析効率をシンクロトロン放射ビームラインに設置された反射率計を使用して測定した。実験の結果は、この回折格子は機械刻線レプリカ回折格子と同等の分解能を持ち、波長約2nmの1次光で2%以上の絶対回折効率を得た。さらに、この回折格子は
1.0nmの波長領域でも高い回折効率と、全ての波長領域に渡り低い高次光の強度を示した。
小池 雅人; 佐野 一雄*; 原田 善寿*; 依田 修; 石野 雅彦; Tamura, Keisuke*; Yamashita, Kojun*; 森谷 直司*; 笹井 浩行*; 神野 正文*; et al.
X-Ray Mirrors, Crystals, and Multilayers II (Proceedings of SPIE Vol.4782), p.300 - 307, 2002/07
0.7-25nmの広い波長範囲においける軟X線光学素子評価を行うために必要な分光器として、2タイプのMonk-Gillieson型分光器を結合した複合型分光器を開発した。第一の分光器(波長走査範囲; 2.0-25nm)は格子定数が異なる3種類の不等間隔溝を搭載した従来のタイプであり、2つの偏角での使用が可能である。第二の分光器(同; 0.7-2.0nm)は、Surface Normal Rotation(SNR)に基づく走査メカニズムを使用する新しいタイプである。SNRの特長は、回折格子中心の法線の周りの回転運動のみという簡単な走査メカニズムで高回折効率を実現できるところにある。開発した軟X線光学素子評価システムは、立命館大学SRセンターにある超伝導コンパクトストレージリングに設置され、軟X線多層膜,同回折格子等の評価に利用中である。本発表においては複合型Monk-Gillieson型 分光器の光学,機械設計について述べる。さらに、SNRタイプの場合の波長較正法,0.8 nm付近でのアルミニウム薄膜の透過率測定,0.7-2nmでのMgO粉末からの光電子測定などの予備的実験結果について述べる。
小池 雅人; 佐野 一雄*; 依田 修; 原田 善寿*; 石野 雅彦; 森谷 直司*; 笹井 浩行*; 竹中 久貴*; Gullikson, E. M.*; Mrowka, S.*; et al.
Review of Scientific Instruments, 73(3), p.1541 - 1544, 2002/03
被引用回数：20 パーセンタイル：68.25(Instruments & Instrumentation)軟X線光学素子の波長依存性,角度依存性絶対効率を測定するために開発した装置について述べる。この装置は立命館大学にある超電導コンパクトリングAURORAのBL-11に設置された。0.5nm
25nmの広い波長領域をカバーするために2種類のMonk-Gillieson型分光器を装備している。一台は二偏角を持つ不等間隔溝回折格子を用いる従来型で、他方は表面垂直回転(SNR)の波長走査を用いる新型である。このシステムの紹介と、軟X線多層膜,同回折格子,フィルターについての測定結果について述べる。測定値はローレンス・バークレー研究所ALSにおける測定値とよい一致を見せ、システムの信頼性が確認できた。またSNRを用いた分光器ではALS'の同等の従来型分光器では測定不可能な1.5keV(~0.8nm)にあるアルミニウムのK端が測定でき、シミュレーションによる透過率とよく一致した。
外村 彰*; 葛西 裕人*; 上村 理*; 松田 強*; 原田 研*; 中山 有里*; 下山 淳*; 岸尾 光二*; 花栗 哲郎*; 北沢 宏一*; et al.
Nature, 412(6847), p.620 - 622, 2001/08
被引用回数：104 パーセンタイル：94.31(Multidisciplinary Sciences)高温超伝導体中の磁束量子はわずかな力で動き出してしまうため超伝導が壊れてしまう。重イオンを照射して円柱状欠陥を導入すると、そこに磁束量子が捕まり高温高磁場まで超伝導を保持するようになる。このような状態の磁束量子を1MVのフィールドエミッション型ローレンツ顕微鏡を用いて直接観測をし、高温超伝導体中での磁束量子のふるまいを調べた。円柱状欠陥を試料C軸から傾けた配置で導入したところ、2種類の磁束量子が観察された。一つは試料に垂直に(C軸に平行)存在し、もう一つは導入した円柱状欠陥に沿って存在している。後者は非常に安定して存在しているが、驚くべきことに温度を下げて10K前後になると、この欠陥に沿っていた磁束量子も試料に垂直に存在するように変化することがわかった。
小池 雅人; 波岡 武*; Gullikson, E. M.*; 原田 善寿*; 石川 禎之*; 今園 考志*; Mrowka, S.*; 宮田 登; 柳原 美広*; Underwood, J. H.*; et al.
Soft X-Ray and EUV Imaging Systems (Proceedings of SPIE Vol.4146), p.163 - 170, 2000/00
軟X線領域においてラミナー型ホログラフィック回折格子が、迷光や高次光が少なく、特にkeVに至る短波長域での回折効率に優れるなどの点から注目されている。しかし、レーザープラズマ分光等で広く用いられている平面結像斜入射分光器用の球面回折格子では、光子溝間隔を著しい不等間隔にする必要があり、機械刻線による回折格子と同一の結像面を有するホログラフィック回折格子の設計製作は不可能とされていた。われわれは、露光々学系に球面鏡を挿入した非球面波露光法を適用し、従来の球面波露光法では製作できなかった+/-25mmの左右両端で+/-約200本/mm溝本数が変化したラミナー型ホログラフィック回折格子を製作した。本論文では不等間隔溝パラメータ設計法、ラミナー型溝形状の加工法、C-K
線などを用いた分解能テスト、放射光源を用いた絶対回折効率の測定結果について、機械刻線回折格子と比較しながら述べる。
山嵜 孝; Gullikson, E. M.*; 宮田 登*; 小池 雅人; 原田 善寿*; Mrowka, S.*; Kleineberg, U.*; Underwood, J. H.*; 柳原 美広*; 佐野 一雄*
Applied Optics, 38(19), p.4001 - 4003, 1999/07
被引用回数：22 パーセンタイル：69.85(Optics)本論文ではレーザープラズマ分光等に用いられる平面結像型斜入射球面回折格子分光器用のラミナ型ホログラフィック回折格子を非球面波露光法により設計、製作、評価した例について述べている。製作した中心溝本数1200本/mmの回折格子は
25mmの両端で約200本/mm溝本数が変化している。これと従来の機械刻線型とを比較すべく、スペクトル分布測定を東北大科研の平面結像型分光器を用いて4.4nm輝線で行ったところ、1次光の半値幅は約0.4nmと機械刻線型の約3倍であった。ただし、回折格子の溝間隔等の微妙な違いが影響している可能性がある。また、絶対回折効率測定をLBNL/ALSの反射率計を用いて4.5nm-22nmの範囲で行い、1次光強度に対する2次光の相対強度が機械刻線型の120%-10%に対しラミナ型が13%-20%と、2次光の相対強度が総じて低くするという結果を得た。
小池 雅人; 山嵜 孝*; 原田 善寿*
Journal of Electron Spectroscopy and Related Phenomena, 101-103, p.913 - 918, 1999/00
被引用回数：20 パーセンタイル：66.59(Spectroscopy)軟X線レーザ、及び同プラズマ光源の研究において広く用いられている平面結像型斜入射球面回折格子分光器に用いるホログラフィック回折格子を非球面波露光法を仮定して設計した例について述べる。非球面波露光法では、干渉波面として、平面波、球面波を高精度な鏡面が製作できる球面鏡などに反射させて得られる非球面波を用いる。この場合、設計上の自由度は飛躍的に増加し、溝本数の変化必要量が約16%と、従来機械切りの不等間隔溝回折格子のみが実現できるとされていた領域の回折格子もホログラフィック法で実現できることを明らかにした。この結果、ホログラフィック法のみで製作可能なラミナ型の溝形状をもつ回折格子を作ることにより、分解能、迷光、高次光除去の要求を同時に満たすことが実現可能となった。このほか、Kirkpatrick-Baezタイプの非点収差補正用の鏡の挿入によるスループットの改善の可能性についても述べる。
清水 雄一; 原田 雅人*; 佐々木 隆; 荒木 邦夫
高分子論文集, 32(3), p.168 - 172, 1975/03
電子線で空気中前照射した粉末状ポリエチレンに対するスチレンのグラフト重合をモノマーの乳化液中で行ない、反応の諸条件の影響を検討した。高温(50
C)の方が低温(20~30C)よりグラフト速度の低下は著しかったが、撹拌速度、乳化剤濃度、モノマー濃度、幹ポリマー濃度がそれぞれ一定値以上の条件ではグラフト速度は一定になった。また、グラフト速度は乳化剤の種類に影響を受けなかった。乳化系の反応と塊状系、溶液(メタノール、ベンゼン)系、懸濁系の反応とを比較した結果、乳化系と懸濁系について最も大きいグラフト速度が得られた。以上の結果から、乳化剤がモノマーの分散を良くするとともに、幹ポリマーの水中でのぬれと分散を良好にしているばかりでなく、適当な速度でモノマーを供給することにより幹ポリマー粒子中のラジカルの失活化を防ぎ、このため高グラフト率を与えるものと推定した。
今園 孝志; 笹井 浩行*; 原田 善寿*; 岩井 信之*; 森谷 直司*; 佐野 一雄*; 鈴木 庸氏; 加道 雅孝; 河内 哲哉; 小池 雅人
no journal, ,
軟X線光学素子評価システム(立命館大学SRセンター軟X線ビームラインBL-11に設置)は軟X線(0.7
25nm)を用いて多層膜鏡や回折格子等の光学特性を評価することができる。近年、光自身や物質と相互作用する前後の光の偏光状態に注目が集まっており、移相子や偏光子等の偏光素子の開発が望まれている。しかし、現状の評価システムでは偏光素子の評価を行うことはできず、ニーズに対応しきれていない。あらかじめ偏光状態を把握しておくことは光学素子を開発するうえで極めて有用であることから、偏光解析装置を新たに開発することで評価システムを高度化することとした。X線レーザー発振波長で高い特性を持つよう設計し、作製したMo/Si多層膜を偏光子として用いて行った波長12.414.8nmにおけるBL-11の直線偏光度測定を行った結果、直線偏光度は8588%であり、測定波長域ではほぼ一定であることがビームラインの建設以来初めて明らかとなった。本測定により、同評価システムにおいて偏光素子を含む多様な光学素子の研究開発が可能となったことが実証された。
廣瀬 健太郎; 西尾 勝久; 池添 博; 光岡 真一; 西中 一朗; 牧井 宏之; 若林 泰生*; 塚田 和明; 浅井 雅人; 永目 諭一郎; et al.
no journal, ,
Fragment mass distributions for fission after the full-momentum transfer have been measured at the JAEA tandem for the reactions 
Si,
P,
S,
Ar, 
Ca + 
U at the bombarding energies around the Coulomb barriers in order to investigate the effects of nuclear orientation on the fusion-fission and quasi-fission process. It was observed that the mass distribution goes symmetric to asymmetric with decreasing bombarding energy. A remarkable change occurs around sub-barrier energies. The variation of the mass distribution with reaction energy results from the orientation effects of the deformed target nucleus U on the reaction. At deep sub-barrier energy, where only polar collisions lead to nuclear contact, most of the reactions with the projectile and target captured inside the Coulomb barriers disintegrate as quasi-fission through the asymmetric fission valley. At the high bombarding energy, where equatorial collisions dominate, the system has larger probability to form the compound nucleus and has symmetric mass distribution peculiar to fusion-fission. In the conference, the status of the other research activities of neutron-induced fission at J-PARC and multi-nucleon transfer fission at JAEA-Tandem will also be presented.
牧井 宏之; Orlandi, R.; 石井 哲朗; 原田 壮太*; 田原 知岳*; 上野 雅己*; 浅井 雅人; 廣瀬 健太郎; 塚田 和明; 西尾 勝久
no journal, ,
核分裂で放出されるガンマ線の高精度測定による核分裂過程や中性子過剰な原子核の研究を進めるため、通常の測定で良く用いられているシリコン半導体検出器と比較して安価で耐放射線性に優れる太陽電池を核分裂片の観測に用いる核分裂片検出器の開発を進めている。本発表ではCm-248自発核分裂を用いた測定で得られた太陽電池の核分裂片に対する応答について報告する。
