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武田 伸一郎*; 桂川 美穂*; 高橋 忠幸*; 渡辺 伸*; Chiu, I.-H.; 二宮 和彦*; 新井 利彦*; 大西 光延*; 反保 元伸*; 下村 浩一郎*; et al.
Analytical Chemistry, 98(24), p.17618 - 17626, 2026/06
被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Chemistry, Analytical)Quantitative and non-destructive detection of metallic lithium (Li) deposition on Li-ion battery anodes is crucial for understanding degradation mechanisms and ensuring operational safety. Muonic X-ray spectroscopy (muXRS) is highly sensitive to light elements such as Li and enables probing of bulk materials; however, its application to practical devices has been limited by the lack of spatially resolved detection. In this study, we present an imaging system that extends muXRS by integrating a large-area silicon double-sided strip detector with a 3D-printed tungsten parallel-hole collimator. Using Li plate samples, we demonstrate quantitative two-dimensional imaging of metallic Li surface density with a spatial resolution of 5 mm. An image-processing method was developed to suppress crosstalk from carbon muonic X-rays and to correct beam non-uniformity, enabling reliable quantification. The system achieves a 1-sigma detection sensitivity of approximately 2.5 ug/mm
, sufficient to detect localized Li accumulation. This approach extends muXRS from bulk-averaged analysis to spatially resolved measurement and provides a non-destructive tool for battery diagnostics.
Spitz, L.*; Razpopov, A.*; Biswas, S.*; Lane, H.*; Nikitin, S. E.*; 飯田 一樹*; 梶本 亮一; 藤田 全基*; 新井 正敏*; Mourigal, M.*; et al.
Physical Review B, 112(18), p.184302_1 - 184302_18, 2025/11
被引用回数：1 パーセンタイル：21.19(Materials Science, Multidisciplinary)CuGeO has long been studied as a prototypical example of the spin-Peierls transition in a 
Heisenberg chain. Despite intensive investigation of this quasi-one-dimensional material, systematic measurements and calculations of the phonon excitations in the dimerized phase have not to date been possible, leaving certain aspects of the spin-Peierls phenomenon unresolved. We perform state-of-the-art density functional theory (DFT) calculations to compute the electronic structure and phonon dynamics in the low-temperature dimerized phase. We also perform high-resolution neutron spectroscopy to measure the full phonon spectrum over multiple Brillouin zones. We find excellent agreement between our numerical and experimental results that extend to all measurement temperatures. Notable features of our phonon spectra include a number of steeply dispersive modes, nonmonotonic dispersion features, and specific phonon anticrossings, which we relate to the mode eigenvectors. By calculating the magnetic interactions within DFT and studying the effects of different phonon modes on the superexchange paths, we discuss the possibility of observing spinphonon hybridization effects in experiments performed both in and out of equilibrium.
久保田 真彦*; Kim, S.-Y.*; Wu, H.*; 渡部 創; 佐野 雄一; 竹内 正行; 新井 剛*
Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, 333(5), p.2413 - 2420, 2024/05
被引用回数：5 パーセンタイル：68.78(Chemistry, Analytical)To minimize the use of organic solvents and achieve a selective adsorption separation of minor actinides (MA(III)) and Ln(III), adsorbents consisting of SiO
-P particles impregnated with hexaoctylnitrilotriacetamide (HONTA) were prepared. Batch experiments were performed to evaluate the adsorption properties of the HONTA/SiO-P adsorbent for MA(III) and simulated fission products in HNOsolution. The uniform distribution of Eu(III) on the adsorbent was confirmed via particle induced X-ray emission analysis, and X-ray photoelectron spectroscopy revealed that EuNO was the adsorbed species. This study provides a simplified process for the separation of MA(III) using a HONTA/SiO-P packed column.
阿久澤 禎*; Kim, S.-Y.*; 久保田 真彦*; Wu, H.*; 渡部 創; 佐野 雄一; 竹内 正行; 新井 剛*
Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, 331(12), p.5851 - 5858, 2022/12
被引用回数：7 パーセンタイル：58.40(Chemistry, Analytical)In this work, we have examined Ln(III) and MA(III) separation conditions by the extraction chromatography using HONTA adsorbent to decide the Ln(III)/MA(III) separation process fow. From the research results, we found the simulated element of Am(III) for HONTA adsorbent and the conditions to use it. In addition, Ln(III) and Am(III) (simulated element) separation experiments were carried out using the HONTA adsorbent packed column, we have determined the column separation conditions for Am(III) such as order of fow solution and fow rate.
新井 陽介*; 黒田 健太*; 野本 拓也*; Tin, Z. H.*; 櫻木 俊輔*; Bareille, C.*; 明比 俊太朗*; 黒川 輝風*; 木下 雄斗*; Zhang, W.-L.*; et al.
Nature Materials, 21(4), p.410 - 415, 2022/04
被引用回数：18 パーセンタイル：72.57(Chemistry, Physical)Low-energy electronic structures of CeSb which shows multiple phase transitions known as devil's staircase were examined by combination of laser angle-resolved photoemission, Raman and neutron scattering spectroscopies. A new type of electron-boson coupling between the mobile electrons and quadrupole CEF-excitations of the 4f orbitals was found. The coupling is exceedingly strong and exhibits anomalous step-like enhancement during the devil's staircase transition, unveiling a new type of quasiparticle, named multipole polaron.
新井 正敏*; Andersen, K. H.*; Argyriou, D. N.*; Schweika, W.*; Zanini, L.*; Harjo, S.; 神山 崇*; 原田 正英
Journal of Neutron Research, 23(4), p.215 - 232, 2021/12
The general performance of diffractometers at the first long pulse spallation source ESS, is compared with their counterparts at J-PARC, a short pulse spallation source. The difference in the inherent pulse structure of these neutron sources presents opportunities for new concepts for instrumentation, where performance does not scale simply with source power. The article describes advantages and disadvantages of those diffractometers, adapting to the very different source characteristics. We find that the two sources offer comparable performance in flux and resolution when operating in high-resolution mode. ESS offers significant advantages in tunability and flexibility, notably in the ability to relax resolution in order to increase flux for a given experiment. On the other hand, J-PARC instruments perform very well in spite of the lower source power and allow better access to epithermal neutrons, of particular interest for PDF analysis of diffraction data.
Petersen, M. H.*; Vernet, N.*; Gates, W. P.*; Villacorta, F. J.*; 河村 聖子; 川北 至信; 新井 正敏*; Kneller, G.*; Bordallo, H. N.*
Journal of Physical Chemistry C, 125(27), p.15085 - 15093, 2021/07
被引用回数：12 パーセンタイル：41.94(Chemistry, Physical)Using a minimal model approach for interpreting the intermediate scattering function, F(Q, t), to analyze quasi-elastic neutron scattering (QENS) data from interlayer water as a function of temperature in the 2D-layered clay minerals montmorillonite (Mt) and hectorite (Ht) a clear difference in behavior was observed. This was related to the polarization effect induced on the water molecules by both the exchangeable cation and surface charge within the interlayer. Although crucial for improving the wide range of industrial applications of clays as well as for explaining water uptake and retention by clays such information is neither obtained straightforwardly by other experimental methods nor fully accounted by molecular dynamics simulations. Furthermore, analysis of the evolution of the fitted parameters as a function of temperature shows that hydrogen atoms have a relaxation with a smaller average motional amplitude for Mt. Physically this can be explained as stronger hydrogen-bonding by water at the interlayer surfaces in Mt. These results allow for a novel and realistic description of these nanomaterials at the atomic scale, which is crucial for improving functional properties. These findings also prove that this new approach to modeling QENS captures subtle changes hidden in the spectra.
= 100 with a multireflection time-of-flight mass spectrograph伊藤 由太*; Schury, P.*; 和田 道治*; 新井 郁也*; 羽場 宏光*; 平山 賀一*; 石澤 倫*; 加治 大哉*; 木村 創大*; 小浦 寛之; et al.
Physical Review Letters, 120(15), p.152501_1 - 152501_6, 2018/04
被引用回数：69 パーセンタイル：91.74(Physics, Multidisciplinary)冷たい核融合反応および熱い融合反応によって生成した変形閉殻中性子数152の近傍に位置する原子核
Es, 
Fm、および超フェルミウム原子核
Md, 
Noの質量の直接測定を、多反射時間飛行質量分析装置(MR-TOF)を用いて実施した。Esおよび
Mdの質量測定は世界で初めての成果である。さらに
Mdの質量を
崩壊連鎖のアンカーポイントとして用いて
Bhおよび
Mtまでの重い原子核の質量を決定した。これらの新測定された質量を理論質量計算と比較し、巨視的・微視的模型の予測値と良い一致が見られることを示した。近接する3つの質量値から求められる経験的殻ギャップエネルギー
を今回の質量値から求め、MdおよびLrに対する変形閉殻中性子数
の存在を裏付ける結果を得た。
Schury, P.*; 和田 道治*; 伊藤 由太*; 加治 大哉*; 新井 郁也*; MacCormick, M.*; Murray, I.*; 羽場 宏光*; Jeong, S.*; 木村 創大*; et al.
Physical Review C, 95(1), p.011305_1 - 011305_6, 2017/01
被引用回数：51 パーセンタイル：94.38(Physics, Nuclear)多反射時間飛行質量分析装置を理化学研究所設置の気体充填型反跳分離装置-II型(GARIS-II)と連結したガスセルに配置し、崩壊連鎖を伴う重原子核の質量の直接測定を実施した。融合-蒸発反応で生成された原子核をGARIS-IIを用いて分離し、ヘリウムガスセルで止めて目的の原子核を捕集した。本実験で
Fr-Rn-At-Po, 
Fr-Rn-At-Po-Bi及び
Fr-Rn-Atの3つの同重体鎖の時間飛行スペクトルが観測された。その結果、
Fr, 
Rn、そしてAtの原子質量値が精密に決定された、今回の解析において、Bi, Po, Rn、そしてAtの同定は10個以下という少量のイオン数でなされた。この成果は 次のステップとして実施する予定である(生成量が極少量の)超重元素イオンの質量分析につながる成果となる。
大原 高志; 鬼柳 亮嗣; 及川 健一; 金子 耕士; 川崎 卓郎; 田村 格良; 中尾 朗子*; 花島 隆泰*; 宗像 孝司*; 茂吉 武人*; et al.
Journal of Applied Crystallography, 49(1), p.120 - 127, 2016/02
被引用回数：67 パーセンタイル：96.36(Chemistry, Multidisciplinary)SENJU, a time-of-flight Laue-type single-crystal neutron diffractometer, was developed at the Materials and Life Science Experimental Facility (MLF) of the Japan Accelerator Research Complex (J-PARC). Molecular structure analysis of a sub-millimeter taurine crystal and magnetic structure analysis of a MnF crystal were performed to evaluate its performance.
Dinh, T.-H.*; 鈴木 悠平*; 荒居 剛己*; Li, B.*; Dunne, P.*; O'Sullivan, G.*; 藤岡 慎介*; 長谷川 登; 河内 哲哉; 錦野 将元; et al.
Applied Physics Letters, 107(12), p.121101_1 - 121101_5, 2015/09
被引用回数：8 パーセンタイル：30.41(Physics, Applied)We have characterized the spectral structure and the temporal history of the laser-produced high-Z multi-charged ion plasmas for the efficient water window soft X-ray sources. Strong unresolved transition array (UTA) emission was observed due to 4d-4f and 4f-5g transitions from Au, Pb, and Bi plasmas in the 280-700 eV photon energy region. The temporal behavior of the emission was essentially similar of that of the laser pulse with a slight delay between different transitions. These results provide feedback for accurate modeling of the atomic processes with the radiative hydrodynamic simulations.
Su, Y. H.; 及川 健一; 川崎 卓郎; 甲斐 哲也; 塩田 佳徳*; 佐藤 博隆*; 篠原 武尚; 友田 陽*; 原田 正英; 鬼柳 亮嗣; et al.
JPS Conference Proceedings (Internet), 8, p.031015_1 - 031015_5, 2015/09
J-PARC/MLFの中性子イメージング及び回折装置は、鉄鋼材料などの実用材のミクロスコピックな特性評価に非常に有用であると期待されている。本研究では、MLFのBL10(NOBORU)において、2次元検出器を用いて鉄鋼材料の透過イメージング測定を行った。四種類の異なる条件で鋳込みを行ったフェライト()-オーステナイト(
)の二相ステンレス鋼を試料として用いた。得られた2次元の透過スペクトルに含まれるブラッグエッジ情報を、解析プログラムRITSを用いて検証し、試料の集合組織,相分布,粒径や、相応力分布の検証を行った。
at the MLF, J-PARC高橋 伸明; 柴田 薫; 川北 至信; 中島 健次; 稲村 泰弘; 中谷 健; 中川 洋; 藤原 悟; 佐藤 卓*; 筑紫 格*; et al.
Journal of the Physical Society of Japan, 80(Suppl.B), p.SB007_1 - SB007_4, 2011/12
被引用回数：7 パーセンタイル：44.74(Physics, Multidisciplinary)A TOF-BSS named has been under construction on BL02 in the MLF of J-PARC. We have estimated expected performances of several candidates under realistic neutron source parameters at MLF. The expected neutron intensity under comparable energy resolutions of the -type is 2.6 times higher than that of the BASIS-type. Consequently, we have chosen the CM with pulse-shaping device for . Pulse-shaping is a good technique from a view point of a variability of resolution. On the other hand, a neutron energy band passing through the pulse-shaping chopper is limited and thus scanning range with one phase of the chopper is narrow. Of course, also can access larger energy transfers by appropriate phasing of the pulse-shaping chopper. In addition, will be able to utilize Repetition Rate Multiplication (RRM). RRM is essentially a way to employ multiple pulse-shaped incident neutron beams to effectively increase neutron counting time to more efficiently measure the inelastic region. In this presentation we will show the chopper sequence and introduce the RRM mode of the forthcoming backscattering spectrometer in detail.
江藤 剛治*; Dao, V. T. S.*; Nguyen, H. D.*; Fife, K.*; 呉田 昌俊; 瀬川 麻里子; 新井 正敏; 篠原 武尚
Proceedings of 2011 International Image Sensor Workshop (IISW), 4 Pages, 2011/06
http://www.imagesensors.org/Past%20Workshops/2011%20Workshop/2011%20Papers/R57_Etoh_HighSpeedCCD.pdf本論文は、組み込み型CCD記録素子を有する超高速イメージセンサーの進展について概要を報告する。個々の画素を構成するCCD記録素子には、100を超えるCCDメモリ要素が組み込まれている。すべての画素が同時並行で光信号を記録することにより、時間方向に連続した画像を超高速で取り込むことを可能とした。
稲村 泰弘; So, J.-Y.*; 中島 健次; 鈴木 次郎*; 中谷 健; 梶本 亮一; 大友 季哉*; Moon, M.-K.*; Lee, C.-H.*; 安 芳次*; et al.
JAEA-Technology 2010-047, 74 Pages, 2011/02
JAEA-Technology-2010-047.pdf:15.03MB
この報告書は、日韓中性子チョッパー型分光器用ソフトウェア共同開発について2007年から2009年の2年間の活動内容をとりまとめたものである。共同開発の背景,開発作業の内容等について述べている。また、2010年以降に続く次の共同開発についての議論にも触れる。詳細な技術情報等は、付録として収録している。
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：129 パーセンタイル：94.93(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.
Os静間 俊行; 御手洗 志郎*; Sletten, G.*; Bark, R. A.*; Gjorup, N. L.*; Jensen, H. J.*; Piiparinen, M.*; Wrzesinski, J.*; 清水 良文*
Physical Review C, 69(2), p.024305_1 - 024305_18, 2004/02
被引用回数：16 パーセンタイル：65.56(Physics, Nuclear)
Yb(
C,4n)反応を用いて、Os原子核の高スピン構造の実験的研究を行った。その結果、これまで知られていた1準粒子配位に基づくほとんどの回転帯に対して、より高い励起準位まで観測することに成功した。また、新たに、多準粒子配位に基づく回転帯を発見し、g因子の測定により、ニルソン配位を決定した。さらに、励起エネルギー5008keVに、半減期18ナノ秒を持つ、新しい核異性体の同定に成功した。本論文では、K禁止の度合いについて、量子トンネリング模型と比較分析を行う。
中島 宏; 高田 弘; 春日井 好己; 明午 伸一郎; 前川 藤夫; 甲斐 哲也; 今野 力; 池田 裕二郎; 大山 幸夫; 渡辺 昇; et al.
Proceedings of 6th Meeting of the Task Force on Shielding Aspects of Accelerators, Targets and Irradiation Facilities (SATIF-6), (OECD/NEA No.3828), p.27 - 36, 2004/00
米国ブルックヘブン国立研究所AGS(Alternating Gradient Synchrotron)加速器を用いて行われている一連の核破砕ターゲット実験及びその解析の概要について報告する。本実験では、中性子発生特性,遮蔽設計パラメータに関する情報を得ることを目的として、AGS加速器から得られる数GeV,数百kJの陽子ビームを水銀核破砕ターゲットに入射し、そこで発生する二次粒子を用いて、中性子工学及び遮蔽に関する実験を過去4年間にわたって行ってきた。昨年、遮蔽実験を行うとともに、これまでの実験結果の解析を通して大強度陽子加速器施設の設計コードの精度検証が精力的に行われている。本報告では、昨年行った遮蔽実験の最新結果及びこれまで行ってきた実験解析の結果について紹介する。
柴田 薫; 田村 格良; 曽山 和彦; 新井 正敏; Middendorf, H. D.*; 新村 信雄
Proceedings of ICANS-XVI, Volume 1, p.351 - 354, 2003/07
生体高分子,生体物質及び関連するソフトマターの動的構造を研究することを主たる目的として計画,設計されている生物用非弾性散乱装置DYANAの最適化デザインの検討結果について述べる。本装置は、日本原子力研究所東海研究所において建設が進められている大強度陽子加速器施設プロジェクトのなかの物質・生命科学実験施設パルス中性子源に設置することが提案されている。DYANA分光器は逆転配置型結晶解析分光器でカバーするエネルギー・運動量範囲はそれぞれ数
eV
数meV, 0.1
数になる。これらの分光器の仕様により、蛋白質分子の運動を解析が可能になることが期待される。
中島 宏; 高田 弘; 春日井 好己; 明午 伸一郎; 前川 藤夫; 甲斐 哲也; 今野 力; 池田 裕二郎; 大山 幸夫; 渡辺 昇; et al.
Journal of Nuclear Science and Technology, 39(Suppl.2), p.1155 - 1160, 2002/08
次世代の数MW級核破砕中性子源の開発を目的として、日米欧の国際協力の下、米国ブルックヘブン国立研究所においてAGS(Alternating Gradient Synchrotron)加速器を用いた一連の実験が行われている。実験では、AGS加速器から得られる数GeV,数百kJの陽子ビームを水銀核破砕ターゲットに入射して、中性子源開発における重要な課題である、圧力波発生機構,中性子発生特性,遮蔽設計パラメーターに関する情報を得るため、圧力波測定,発熱分布測定など熱工学的実験並びに、発生中性子分布,エネルギースペクトル測定,遮蔽体内中性子減衰特性測定,核破砕生成物測定等,中性子工学実験及び遮蔽実験を行っている。ここでは、中性子工学実験及び遮蔽実験に関してこれまでに得られた成果など研究の現状について紹介する。