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論文

Update of Bragg edge analysis software "GUI-RITS"

及川 健一; 佐藤 博隆*; 渡辺 賢一*; Su, Y. H.; 篠原 武尚; 甲斐 哲也; 鬼柳 善明*; 長谷美 宏幸

Journal of Physics; Conference Series, 2605, p.012013_1 - 012013_6, 2023/10

Spectral data of Bragg-edge imaging, which is one of the energy-resolved neutron imaging methods, can be analyzed by single-edge analysis and full-pattern analysis with the Bragg-edge analysis code RITS developed by Sato et al. This program has a function to generate neutron transmission data considering wavelength-dependent pulse-shape function, atomic number density, crystalline structure, etc., and to extract these parameters from the measured data by the nonlinear least-squares fitting. Last year, we worked on updating the operating environment of the platform Scientific Linux 6 and the language Python 2, which have been discontinued, to Windows 10 and Python 3, and added some functions to improve usability. GUI-RITS for the windows platform has been released to users. In this presentation, we will show concrete examples of the results of the analysis of the same data by the old and new programs, and compare the efficiency of data analysis.

論文

Application of modified REFIT code for J-PARC/MLF to evaluation of neutron capture cross section on $$^{155,157}$$Gd

水山 一仁; 岩本 信之; 岩本 修; 長谷美 宏幸*; 木野 幸一*; 木村 敦; 鬼柳 善明*

EPJ Web of Conferences, 146, p.11042_1 - 11042_4, 2017/09

 被引用回数:2 パーセンタイル:78.24

ガドリニウムは$$^{155,157}$$Gdが非常に大きな中性子捕獲断面積をもつため原子炉の中性子吸収材料として用いられる。しかしながら、$$^{157}$$GdのRPIデータとJENDL-4.0ではばらつきがあることが知られている。原子炉の臨界性は捕獲断面積に敏感であり、RPIのデータはICSBEPにあるガドミニウム溶液体系の臨界性を大きくしてしまうことがわかっている。近年、$$^{155,157}$$Gdの中性子捕獲断面積がJ-PARC/MLFでANNRIを用いた実験で飛行時間法によって測定された。J-PARCの中性子パルスはダブルバンチ構造を持っており、また、高精度な共鳴解析には中性子パルスの時間分解能関数も適切に考慮して行う必要がある。そこで、本研究では、中性子パルスのダブルバンチ構造やANNRI用の時間分解能関数を組み込んだ改良REFITを用いて中性子捕獲断面積の実験データをフィットし、共鳴パラメータを導出する。

口頭

An Imaging technique to enhance cadmium in oil paints as a demonstration of element selective neutron imaging

甲斐 哲也; 古田 悦子*; 石原 祥子*; 長谷美 宏幸*; 篠原 武尚; 原田 正英; 及川 健一; 大井 元貴; 瀬川 麻里子; 飯倉 寛; et al.

no journal, , 

J-PARCの中性子イメージング専用ビームラインについて紹介するとともに、中性子共鳴イメージングの一例として、カドミウムに対する中性子透過率が0.2eVで極小になることを利用して行った油絵具に含まれるカドミウム分布の可視化実験の結果について報告する。実験では、「Cadmium yellow」、「Vanadium yellow」、「Cadmium orange」、「Cadmium red」及び2種の「Cadmium green」と表記された6種の油絵具を15$$times$$15mmのアルミニウム板に塗布し、乾燥させたものを試料として使用した。中性子エネルギーを限定しない従来型の中性子ラジオグラフィ画像では、全ての絵具でコントラストが得られた。一方、カドミウムの共鳴ピークのエネルギーである0.2eVの中性子による透過像では、「vanadium yellow」及び「cadmium green」のうち1種でコントラストが得られなかった。このことから、油絵具中のカドミウム分布測定に中性子共鳴イメージングが利用可能であることが分かった。

口頭

J-PARC MLF実験制御ソフトウェアフレームワークIROHA2の現状2021

長谷美 宏幸; 中谷 健*; 稲村 泰弘; 森山 健太郎*

no journal, , 

IROHA2はJ-PARC MLFに設置された中性子実験装置の制御や自動測定を行うためのソフトウェアフレームワークである。IROHA2は、機器制御を実施するデバイス制御サーバーおよび機器構成や実験装置の測定を管理する装置管理サーバー,自動測定を可能にするシーケンス管理サーバー,実験装置の測定状態やデバイスステータスを統合的に管理する統合制御サーバーから構成され、ユーザーはWebブラウザからこれらを操作することが可能である。最近の改善・改良点として、ソースコードのPython3対応やサーバー間のライブラリの共通化があげられる。これにより、メンテナンス性の向上や開発の効率化につながり、ユーザーにとっても最新の実行環境でセキュアな実験を実施することが可能になった。新しい機能としては、(1)実験課題・持ち込み試料データベースとの連携機能、(2)モニタリングデバイスカテゴリの追加、(3)コミュニケーションツールSlackとの連携機能がある。(1)は測定時に生成される測定情報と連携データベースが保存しているユーザー持ち込み試料の情報を紐づける機能であり、これにより測定情報の効率的な利用が可能になる。(2)は機器構成カテゴリにa.監視および制御対象とする機器、b.監視および制御を行わない機器に加えて、c.監視のみを行う機器を追加したもので、機器の状態変化に柔軟に対応することが可能になった。(3)はデバイスの状態や測定の状況、自動測定の進行状況などの情報を実験課題毎に立ち上げたSlackのチャンネルに投稿する機能であり、ユーザーはMLFのネットワーク外からも実験の進捗を監視することが可能になる。本発表ではこれらの機能の状況および今後の展開(デバイスステータス可視化機能の開発、ドキュメントのHTML化、IROHA2ポータルサイトの開設など)について紹介する。

口頭

ガウス過程回帰による中性子スキャン測定の効率化

長谷美 宏幸; 巽 一厳; 佐藤 博隆*; 加美山 隆*

no journal, , 

中性子共鳴吸収分光法や中性子回折法など中性子ビームを実空間スキャンしながら物理量を測定する場合、事前に物理量の空間分布を把握できていない状況では試料全体を等間隔にスキャンするしかない。しかしながら、物理量の空間分布の変化が大きい領域は重点的にスキャンすることが望まれる。限られた測定時間において物理量の空間分布を効率的に測定するため、中性子スキャン測定に対しガウス過程回帰を適用することを考案した。ガウス過程回帰では、複数の測定結果の組(測定座標とその座標における測定量)が与えられた場合に新たな測定座標における測定量をベイズ推定することができる。推定値の分散が大きい座標を新たな測定座標とし、これを繰り返すことで測定量の推定精度が向上していく。発表者は中性子共鳴吸収分光法による元素密度や温度のスキャン測定に対してガウス過程回帰を適用した効率的な測定システムの開発を行っており、これまで計算機上でスキャン測定のシミュレーションおよびスペクトル解析を実施してきた。このスキャン測定にガウス過程回帰を適用して測定座標の探索を実施するためのアルゴリズムについての検討状況を報告する。

口頭

J-PARC MLF実験制御ソフトウェアフレームワークIROHA2の現状2022

長谷美 宏幸; 稲村 泰弘; 森山 健太郎*

no journal, , 

IROHA2はJ-PARC MLFに設置された中性子実験装置の制御や自動測定を行うためのMLF標準装置制御ソフトウェアフレームワークである。IROHA2は、機器制御を実施するデバイス制御サーバーおよび機器構成や実験装置での測定を管理する装置管理サーバー、自動測定を可能にするシーケンス管理サーバー、実験装置の測定状態やデバイスステータスを統合的に管理する統合制御サーバーから構成される。IROHA2はWebユーザーインターフェイスを有しており、装置スタッフやユーザーはWebブラウザから各サーバーを操作することが可能である。2021年度から2022年度にかけての改善・改良点として、セキュリティサポートが有効なPython3のマイナーバージョンへの対応や廃止・非推奨機能の置き換えなどがある。また、主な新機能として、(1)デバイス監視ログ可視化機能の開発と(2)DAQミドルウェアとの連携機能の高度化がある。(1)は新規開発したデバイス監視ログ収集サーバーが定期的に収集するデバイスのステータス情報を分散型検索/分析エンジンElasticsearch[1]に格納し、それらをWebアプリケーション可視化ツールGrafana[2]で可視化するシステムである。これにより装置で使用しているデバイスの情報を一元的に管理し、時系列データを柔軟に可視化できるようになった。(2)ではDAQミドルウェアのKickerコンポーネント名の指定方法の改良と統合制御サーバーにおいて各DAQコンポーネントの情報を一覧で表示するパネルの追加を行った。これにより設定時の利便性の向上と、データ収集系と実験装置の状態を一元的に監視することが可能になった。この他、IROHA2ポータルサイト(https://mlfinfo.jp/groups/comp/ja/iroha2.html)を開設し、IROHA2のバージョン情報やHTML化したマニュアルなどを公開している。今後も装置スタッフなどからの要望を取り入れた新規機能の追加や機能改善、セキュリティ面でのアップデートやバグ修正などを継続的に実施していく予定である。[1] https://www.elastic.co/jp/elasticsearch/、[2] https://grafana.com/

口頭

Development of Resonance Analysis code for neutron IMaging "RAIM"

長谷美 宏幸; 土川 雄介; 甲斐 哲也; 原田 正英; 及川 健一; 篠原 武尚

no journal, , 

The densities and temperatures of nuclides in a sample are estimated by analyzing the resonance dips in the neutron transmission spectrum. The observed transmission dips are represented as the convolution of the theoretical resonance dip and the temporal distribution of neutrons emitted from the moderator (i.e., the pulse function). The pulse shapes need to be given around arbitrary energies of resonance dips to perform the neutron resonance transmission analysis (NRTA) and the neutron resonance transmission imaging (NRTI). Therefore, we have found that the Cole-Windsor function well reproduces the pulse function of the BL10 NOBORU at MLF and applied it to the resonance analysis code REFIT, resulting in successfully analyzing the resonance dips in the neutron transmission spectrum measure in NOBORU [1]. However, we were concerned that the modification of REFIT, initially developed for cross section measurements, for NRTA/NRTI analysis might cause serious difficulties in future development due to the difference in purposes. Therefore, we have developed the Resonance Analysis code for neutron IMaging "RAIM".

口頭

ガウス過程回帰を利用した中性子イメージングの効率的測定システムの開発

長谷美 宏幸; 巽 一厳; 佐藤 博隆*; 加美山 隆*

no journal, , 

中性子共鳴吸収分光法による密度・温度のイメージングや中性子回折法によるひずみイメージングなどのように中性子ビームを実空間でスキャンしながら測定を行う手法について、事前に物理量の空間分布が把握できない場合には試料全体を等間隔にスキャンすることになる。しかし、対象とする物理量が分布していない領域も等しく測定してしまうため無駄が多い。また、物理量の変化の大きい部分はより細かい間隔で測定しなければ正確に分布を再現できないという問題がある。限られた測定時間の中で物理量の空間分布が未知の試料に対して効率的にイメージングを実施するために、ガウス過程回帰を測定点の探索に適用することを考案した。ガウス過程回帰は数点の測定結果から未測定点における物理量をベイズ推定することができる。推定値はガウス分布に従うため平均と分散を持っており、分散の大きな点を次の測定点とすることで推定精度が向上する。本研究では推定値の平均と分散を用いて測定点の探索を行う手法を開発する。本研究では中性子共鳴吸収分光法による密度や温度のスキャン測定にガウス過程回帰による効率的な測定手法を適用することを検討している。計算機上でスキャン測定をシミュレーションし、測定点の探索アルゴリズムの検討を行った。ベイズ最適化で利用されるいくつかの獲得関数と本研究で考案した関数との比較を行ったので、その結果について報告する。また、本手法による測定を実施するための測定システムの開発状況についても報告する予定である。

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