Materials and Life Science Experimental Facility (MLF) at the Japan Proton Accelerator Research Complex, 2; Neutron scattering instruments

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

https://doi.org/10.3390/qubs1030009

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。

Recent progress in the chopper spectrometer 4SEASONS at J-PARC

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

https://doi.org/10.11484/jaea-conf-2015-002

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.

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。

The Fermi chopper spectrometer 4SEASONS at J-PARC

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

https://doi.org/10.1143/JPSJS.80SB.SB025

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.

平成17年度平成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。

4次元空間中性子探査装置(四季)の開発

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。

寿命プラント照射損傷管理技術に関する研究開発,2; 実炉組合照射(JRR-3常陽)及びホット施設(WASTEF, JMTR-HL, MMF, FMF)作業の計画と実施

松井 義典; 鍋谷 栄昭; 楠 剛; 高橋 広幸; 相沢 雅夫; 仲田 祐仁; 沼田 正美; 宇佐美 浩二; 遠藤 慎也; 伊藤 和寛; et al.

no journal, , 

「長寿命プラント照射損傷管理技術に関する研究開発」の研究の中で、研究炉「JRR-3」及び高速実験炉「常陽」の両炉を用いて、各原子炉の特徴を活かした単独照射材及び相互の組合せ照射材を得るため、東海,大洗のホット試験施設を含めた計画及びH18年度の実施分について報告する。

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。

建設の進む冷中性子チョッパー型分光器・アマテラス

中島 健次; 梶本 亮一; 稲村 泰弘; 高橋 伸明; 長壁 豊隆; 脇本 秀一; 中村 充孝; 伊藤 晋一*; 相澤 一也; 鈴谷 賢太郎; et al.

no journal, , 

J-PARC、物質・生命科学実験施設の冷中性子チョッパー型分光器・アマテラスは、冷中性子熱中性子領域の非弾性散乱,準弾性散乱実験を大強度,高分解能で行うことのできる実験装置であり、2009年初頭稼働開始を目指して現在順調に建設が進んでいる。今回は、アマテラスやアマテラスに採用されている機器の詳細,アマテラスの建設の状況,アマテラスによって展開される研究の展望等を報告する。

冷中性子ディスクチョッパー型分光器; アマテラス

中島 健次; 河村 聖子; 梶本 亮一; 稲村 泰弘; 高橋 伸明; 長壁 豊隆; 脇本 秀一; 中村 充孝; 伊藤 晋一*; 相澤 一也; et al.

no journal, , 

アマテラスは、JAEAが中心となってJ-PARC、物質・生命科学実験施設に建設中の新しい冷中性子ディスクチョッパー型分光器である。パルス整形チョッパーや新しい分光方法の採用,新しく開発した高速チョッパーの導入などによって、%の高い分解能,従来の装置に比べて1桁以上高い散乱強度という従来にない性能で、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ことのできる中性子散乱実験装置である。アマテラスは、共用開始を目前に整備が進められており、今回の発表では、アマテラスの概要,性能,アマテラスの建設の状況等を報告する。