Study on use of superconducting magnet and first inelastic neutron scattering experiment under magnetic field at 4SEASONS spectrometer

梶本 亮一; 石角 元志*; 吉良 弘*; 金子 耕士; 中村 充孝; 蒲沢 和也*; 稲村 泰弘; 池内 和彦*; 飯田 一樹*; 村井 直樹; et al.

Physica B; Condensed Matter, 556, p.26 - 30, 2019/03

BB2018-0570.pdf:2.17MB

https://doi.org/10.1016/j.physb.2018.11.065

Magnets are important for studying magnetism and are commonly used as sample environment devices of neutron scattering instruments. However, the use of magnets was prevented at the time-of-flight direct-geometry neutron spectrometer 4SEASONS in Materials and Life Science Experimental Facility (MLF) at J-PARC, because the instrument is surrounded by iron components, and it is equipped with a piece of equipment operated with magnetic bearings. In the present work, we investigate the influence of stray magnetic fields from a superconducting magnet which is shared among neutron scattering instruments in MLF. Based on the investigation, we modified 4SEASONS such that it can be used with the magnet. Finally, we successfully performed the first inelastic neutron scattering experiments with applied magnetic fields using this sample environment.

Beam-transport optimization for cold-neutron spectrometer

中島 健次; 河村 聖子; 菊地 龍弥; 梶本 亮一; 高橋 伸明*; 中村 充孝; 曽山 和彦; 長壁 豊隆

EPJ Web of Conferences, 83, p.03011_1 - 03011_5, 2015/01

https://doi.org/10.1051/epjconf/20158303011

アマテラスは、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であり、上流に設置したパルス整形チョッパーとJ-PARCの大強度中性子源との組み合わせで、大強度,高分解能、そして、実験の目的に合わせて分解能等を自在に変える自由度の高さを備えた中性子非弾性散乱装置である。この装置の中性子を試料位置まで輸送するビーム輸送系は、高性能スーパーミラーによって構成されるだけでなく、その形状についても、水平面内についてはバックグラウンドを抑える曲導管を、垂直面内に置いては試料位置の強度を最大化する楕円形状を採用し、さらに、性能を最適化するための工夫を凝らしている。本発表では、アマテラスのビーム輸送系に投入されている数々の技術検討の成果についてその詳細を述べる。

AMATERAS; A Cold-neutron disk chopper spectrometer

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

https://doi.org/10.1143/JPSJS.80SB.SB028

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。

廃棄物管理システムの開発,1; 廃棄物管理システムの概念検討

黒木 亮一郎; 伊藤 史典*; 仲田 久和; 山本 修次; 高橋 邦明

JAEA-Technology 2009-016, 124 Pages, 2009/06

JAEA-Technology-2009-016.pdf:3.8MB

日本原子力研究開発機構(以下、「機構」)における廃棄物の発生から処理・処分までのすべてにかかわるデータを一元的に管理するシステム(以下、「廃棄物管理システム」)の開発を行うこととし、当該システムの概念についての検討を行った。まず、機構における廃棄物管理の現状及び課題を整理して開発方針を設定し、廃棄物管理システムが提供すべき情報を抽出した。これらを前提条件として、本システムで管理する400項目超のデータ項目を整理するとともに、システムの構成概念と具体的な機能を検討し、廃棄物管理システムの概念をまとめた。具体的には、廃棄物管理システムが扱うデータは、放射性廃棄物の埋設処分にあたり必要となる廃棄体品質保証にかかわるデータと、廃棄物処理処分体系の最適化検討や定期報告事項などにかかわるデータに分けられることから、廃棄物管理システムはこれらのデータおのおのについて、提供すべき情報に加工するためのデータの解析機能(プログラム)と、データの管理機能(データベース)を基本構成とし、これら機能をすべてネットワーク上に構築した合理的なシステムとすることを提案した。

Instrumental design and expected performance of coupled-moderator near-backscattering spectrometer at J-PARC

高橋 伸明; 柴田 薫; 佐藤 卓*; 田村 格良; 梶本 亮一; Harjo, S.; 及川 健一; 新井 正敏; Mezei, F.*

Journal of Physics and Chemistry of Solids, 68(11), p.2199 - 2203, 2007/11

https://doi.org/10.1016/j.jpcs.2007.08.054

J-PARC MLFに設置が計画されている逆転配置型分光器(DIANA)は非結合型減速材を線源とし、飛行距離32mを持つ装置として検討がすすめられてきた。最近われわれは、これまでの経験を元にした性能向上を目的に、JSNSの4種類の減速材を線源としたDIANA型の逆転配置型分光器を強度,分解能,S/N,特性エネルギーなどあらゆる観点から再構築し、計算機上で設計・シミュレーションを行った。その結果、非結合型減速材を線源とする飛行距離21.5m又は39mの選択肢、又は、結合型減速材を線源とする飛行距離45mの選択肢が新たに浮上した。特に結合型減速材を線源とする選択肢は、グラファイトやゲルマニウムをアナライザーとする通常測定において18-24%程度の分解能の低下は見込まれるものの6-8倍の強度増大が非減速材型に対し見込まれることがわかった。さらに、パルス整形とシリコンアナライザーを用いる高分解能測定においては同程度の分解能,24倍の強度増大,3倍の走査エネルギー範囲拡大が見込まれることが明らかとなった。

Simulation of fast breeder reactor noise based on two-channel core model

玉置 哲男*; 高橋 亮一*

Nuclear Engineering and Design, 136(3), p.389 - 399, 1992/08

https://doi.org/10.1016/0029-5493(92)90036-U

炉雑音を利用したFBRプラントの早期診断技術の開発と検証に用いる目的で炉雑音シミュレ-タを開発した。このシミュレ-タは炉心部と制御系のモデルを含み、炉心部を健全な燃料チャンネルと炉心局冷却異常の模擬が可能な試験用燃料チャンネルとの2チャンネル・モデルで構成した点を特徴としている。本論文ではモデルへの入力雑音源を『常陽』マ-クIの炉雑音特性に関する知見を基に決定しており、そのために必要な決定の手順を示した。得られた雑音性は「常陽」マ-クIの特性を再現しいることを確認した。また、「もんじゅ」以降のプラントで炉出力/流量の比が一定という運転条件下で正常及びいくつかの異常状態での炉雑音特性の例を示した。

4SEASONS; A High-intensity chopper spectrometer for inelastic neutron scattering at J-PARC/MLF

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。

廃棄物管理システムの開発,1; 廃棄物管理システムの概念検討

黒木 亮一郎; 仲田 久和; 山本 修次; 高橋 邦明

no journal, , 

日本原子力研究開発機構から発生する低レベル放射性廃棄物の処分に際しては、廃棄体の品質を保証するために多種多様な廃棄物データが必要であるとともに、安全かつ合理的な廃棄物処理・処分とするためには、その検討の前提として正確かつ的確な廃棄物データが求められる。これらのニーズに資するために、廃棄物の発生から処理・処分までの廃棄物にかかわるデータを一元的に管理するシステム(廃棄物管理システム)の開発を行うこととし、当該システムの概念検討を実施した。まず、検討の前提条件を整理したうえで本システムに必要となる具体的機能を抽出し、廃棄物管理システムの全体概念を構築するとともに、本システムで管理すべきデータ項目について整理した。

チョッパー型中性子非弾性散乱装置「四季」

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」は大強度陽子加速器施設(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。その性能達成のために、本装置は楕円集光型中性子導管や、長尺(2.5m)位置敏感型検出器等の高性能機器を備え、さらに新型フェルミチョッパーによる複数エネルギー同時測定やHeスピンフィルターによるスピン偏極解析といったオプションも予定している。今年度からの供用装置の一つとして現在建設及び試験調整が急ピッチで進められ、昨年9月から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」の建設状況をビーム実験の結果も交えながら報告する。

冷中性子ディスクチョッパー型分光器アマテラスの性能評価

中島 健次; 河村 聖子; 中村 充孝; 梶本 亮一; 稲村 泰弘; 高橋 伸明; 長壁 豊隆; 脇本 秀一; 相澤 一也; 鈴谷 賢太郎; et al.

no journal, , 

アマテラスは、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である。線源のパルス幅を任意に整形するパルス整形チョッパーを持つ新しいタイプの分光器であり、新開発の高速チョッパーと合わせて、高い分解能(),高い強度、また実験目的に合わせてそれらを最適化できる高い自由度で冷中性子熱中性子領域の非弾性散乱,準弾性散乱実験を行う中性子散乱実験装置である。アマテラスは、2009年春の完成以来順調に装置整備も進み、まだ不足の機器,未調整の部分等も残るものの、基本的な測定はある程度実施可能な状態となった。これを受けて、一般の利用者への供用もこの12月から開始されている。今回の報告では、機器調整中の試験測定によって得られたアマテラスの現状の性能について報告する。特に、パルス整形チョッパーを機能させた場合のアマテラスの分解能関数等の性能が当初の設計通りに実現されているかについて議論する。