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論文

Vibrational states of atomic hydrogen in bulk and nanocrystalline palladium studied by neutron spectroscopy

古府 麻衣子; 橋本 直樹*; 秋葉 宙*; 小林 浩和*; 北川 宏*; 飯田 一樹*; 中村 充孝; 山室 修*

Physical Review B, 96(5), p.054304_1 - 054304_7, 2017/08

 被引用回数:10 パーセンタイル:57.46(Materials Science, Multidisciplinary)

中性子分光法を用いて、バルク及びナノ結晶パラジウム中の水素原子の振動状態を、広いエネルギー領域($$0 le hbar omega le 300$$meV)について調べた。バルクのパラジウム水素化物では、水素の振動励起は量子調和振動子(QHO)で大まかに記述された。一方、直径8nmのナノ結晶パラジウム水素化物では、付加的な振動励起が80meV以上のエネルギー領域に観測された。この付加的な振動励起のエネルギーと強度はQHOでは説明できず、非調和性の強いトランペット型ポテンシャルにおける振動と記述された。この付加的な励起は、表面効果により安定化されたサブ表面(表面下2-3層)の正四面体サイトに配置された水素原子の振動だと考えられる。本研究は、金属ナノ粒子中の水素の振動を明瞭に検知した初めての実験的研究である。

論文

Beam instrumentation at the 1 MW Proton beam of J-PARC RCS

山本 風海; 林 直樹; 岡部 晃大; 原田 寛之; Saha, P. K.; 吉本 政弘; 畠山 衆一郎; 發知 英明; 橋本 義徳*; 外山 毅*

Proceedings of 54th ICFA Advanced Beam Dynamics Workshop on High-Intensity, High Brightness and High Power Hadron Beams (HB 2014) (Internet), p.278 - 282, 2015/03

J-PARCの3GeVシンクロトロン(Rapid Cycling Synchrotron, RCS)では300kWの出力で物質生命科学実験施設(MLF)およびメインリングへビームを供給してきた。2014年の夏季シャットダウン時に、1MW出力を目指してリニアックでイオン源およびRFQの入れ替えを行った。1MWで信頼性の高いビーム運転を行うためには、さらなるビームロスの低減が必要となる。また、ユーザにとってはビーム出力が上がった際のビームのクオリティも重要である。そのために、入射および出射ビームのハローの測定精度が上がるようモニタの開発を進めた。具体的には、入射ビームのハロー測定用にはバイブレーションワイヤモニタ(VWM)とリニアック-3GeVシンクロトロン輸送ライン上のスクレーパを利用するモニタ二種類の開発を行い、VWMに関しては原理実証を終え、スクレーパを利用するモニタに関しては既存のモニタと比較して一桁以上感度を向上することに成功した。出射ビームのハロー測定では、OTRモニタを用いてビーム中心部と比較して$$10^{-6}$$の量のハローまで測定できるようになった。また、RCSからのビーム取り出し後に遅れて出る陽子がわずかでも存在すると、MLFで計画されているミュオン-電子転換過程探索試験DeeMeにおいてバックグラウンドの元となり、実験の精度が大きく低下する。このような陽子を測定する手法を開発し、予備試験によってその存在比がコアビームの$$10^{-18}$$程度であり要求を満たすことを確認した。

論文

Estimation of force constants of Al from diffuse neutron scattering measurement

Makhsun*; 橋本 拓也*; 佐久間 隆*; 高橋 東之*; 神嶋 修*; 井川 直樹; Danilkin, S. A.*

Journal of the Physical Society of Japan, 83(7), p.074602_1 - 074602_4, 2014/07

 被引用回数:2 パーセンタイル:23.05(Physics, Multidisciplinary)

中性子散漫散乱法によるAlにおける原子熱振動の相関効果について、本報にて新しく提案した相関効果モデルから原子間力定数を算定した。さらに、これを用いたコンピュータシミュレーションによるフォノン分散や状態密度や比熱の評価について議論する。

論文

The Data acquisition system of beam position monitors in J-PARC main ring

畠山 衆一郎; 林 直樹; 荒川 大*; 橋本 義徳*; 平松 成範*; 小田切 淳一*; 佐藤 健一郎*; 手島 昌己*; 飛山 真理*; 外山 毅*; et al.

Proceedings of 1st International Particle Accelerator Conference (IPAC '10) (Internet), p.2698 - 2700, 2010/05

J-PARC主リングのビーム位置モニタのデータ処理システムは186台のLINUXベースのデータ処理回路(BPMC)と12台のEPICSの入出力コントローラ(IOC)から構成されている。これらはビームの閉軌道の歪み(COD)や1周ごとのビームのバンチの位置を測定するために重要なツールである。このレポートではさまざまな校正係数がどのようにあてはめられているかも含めてデータから位置情報への再構成の方法を述べる。

論文

Shot-by-shot beam position monitor system for beam transport line from RCS to MR in J-PARC

手島 昌己*; 荒川 大*; 橋本 義徳*; 佐藤 健一郎*; 外山 毅*; 山本 昇*; 林 直樹; 花村 幸篤*

Proceedings of 1st International Particle Accelerator Conference (IPAC '10) (Internet), p.978 - 980, 2010/05

J-PARCのRCSからMRへのビーム輸送ライン(3-50BT)のビーム軌道を安定にするために、14台のビーム位置モニタを据付けた。これらの信号は、ローカル制御棟D01へ導き、14台のデジタルオシロスコープで観測する。データ取得システムは、ショットごとの計測が可能なものとした。

論文

Performance of the main ring BPM during the beam commissioning at J-PARC

外山 毅*; 荒川 大*; 平松 成範*; 五十嵐 進*; Lee, S.*; 松本 浩*; 小田切 淳一*; 手島 昌己*; 飛山 真理*; 橋本 義徳*; et al.

Proceedings of 1st International Particle Accelerator Conference (IPAC '10) (Internet), p.981 - 983, 2010/05

J-PARC MRのビームコミッショニング中のBPMの運用経験について報告する。サブジェクトは、(1)特にビームダクトの段差の影響,(2)1秒平均に対し30ミクロンの位置分解能,(3)ビームを使った位置校正である。

論文

The Beam diagnostics system for J-PARC synchrotrons

林 直樹; 廣木 成治; 佐藤 健一郎; 豊川 良治; 荒川 大*; Lee, S.*; 橋本 義徳*; 三浦 孝子*; 外山 毅*

KEK Proceedings 2006-15 (CD-ROM), p.128 - 130, 2007/03

J-PARCの2つのシンクロトロン,RCSとMRのビーム診断システムの報告を行う。大強度陽子加速器のビームシステムの設計と幾つかの結果についても報告する。

論文

Production of hyperlithiated Li$$_{2}$$F by a laser albation of LiF-Li$$_{3}$$N mixture

横山 啓一; 羽毛田 直樹*; 橋本 雅史; 古川 勝敏; 田中 宏昌*; 工藤 博司*

Chemical Physics Letters, 320(5-6), p.645 - 650, 2000/04

 被引用回数:33 パーセンタイル:71.13(Chemistry, Physical)

理論的に存在が予測されていた超原子価分子のLi$$_{2}$$Fを実験的に観測することに初めて成功した。フッ化リチウムと窒化リチウムの混合物をターゲット材としたレーザーアブレーション-光イオン化質量分析法によりLi$$_{2}$$F$$^{+}$$イオンを検出し、イオン化用レーザーの出力依存性からLi$$_{2}$$F$$^{+}$$が中性のLi$$_{2}$$F分子から生成していることを確認した。

口頭

核反応による歯質中のフッ素分布測定,11

小松 久憲*; 松田 康裕*; 大木 彩子*; 橋本 直樹*; 奥山 克史*; 山本 洋子*; 能町 正治*; 菅谷 頼仁*; 安田 啓介*; 佐藤 隆博; et al.

no journal, , 

作製した人工歯質(エナメル質)に対してpHサイクル処理を施して人工的にう蝕状態を形成した後、マイクロPIGE/PIXE(particle induced X/$$gamma$$-ray emission)を用いて、歯質断面のう蝕部のカルシウムとフッ素の濃度分布を測定し、う蝕予防に有効であると広く認識されて普及しているフッ素を含有した治療材料のう蝕 抑制効果を評価してきた。本研究では、フッ化物含有歯磨剤やフッ化物洗口を模したNaF溶液を注入した群と、注入しない群について、自動pHサイクル装置によって人工う蝕を作製した後、フッ素の歯質内分布を測定し、う蝕抑制効果を評価した。その結果、NaF溶液を注入した群のう蝕部のフッ素濃度分布は、NaF溶液を注入しない群に対して、有意に高い値を示した。う蝕の進行に伴い、注入したフッ素が再石灰化によって歯質に取り込まれ、う蝕の進行を抑制したものと考えられる。このことから、フッ化物含有歯磨剤やフッ化物洗口は、う蝕抑制に有効であると評価できた。

口頭

脱灰処理されたエナメル質におけるフッ化物含有材料からのフッ素の拡散

松田 康裕*; 奥山 克史*; 小松 久憲*; 大木 彩子*; 橋本 直樹*; 佐野 英彦*; 山本 洋子*; 岩見 行晃*; 林 美加子*; 能町 正治*; et al.

no journal, , 

本研究では、フッ素による歯の脱灰抑制効果を調べるため、脱灰処理した歯質に充填したフッ化物含有材料からのフッ素の拡散を、マイクロPIGE/PIXEを用いて評価・検討した。試料は以下の3段階の手順で製作した。(1)う蝕のないヒト抜去歯のエナメル質最表層を除去し、頬側の歯冠部エナメル質に窩洞を形成した。(2)これを脱灰溶液中で72時間、37$$^{circ}$$Cで保管して、歯質表面を脱灰処理し、3種類のフッ素含有材料("フジIXエクストラ(GC)" (EX), "フジIX(GC)" (FN), "フジVII(GC)" (VII))をそれぞれに充填し、更に緩衝液中(pH7.5)で24時間、37$$^{circ}$$Cで保管した。(3)この後、歯軸と平行にカットして厚さ約200$$mu$$mの試料を作製した。最表層および窩壁からのフッ素の分布を測定した結果、EX群では他と比較して歯質表層の最も深い領域までフッ素の分布が認められたが、窩洞壁では他と比較してフッ素の拡散が認められなかった。FN群では逆に窩洞壁においてフッ素の拡散が強く認められた。VII群では窩洞壁にのみフッ素の拡散が認められた。これらの結果は、フッ素の拡散に歯質へ直接拡散する経路と溶液に溶出してから歯質へ拡散する経路の2つあることを示しており、フッ素含有材料を使い分けることによって効果的なう蝕予防が可能になると考えられる。

口頭

Dynamics of atomic hydrogen in bulk and nanocrystalline palladium

古府 麻衣子; 橋本 直樹*; 秋葉 宙*; 小林 浩和*; 北川 宏*; Tyagi, M.*; Faraone, A.*; Copley, J.*; Lohstorh, W.*; 飯田 一樹*; et al.

no journal, , 

パラジウム水素化物は代表的な金属水素化物であり、高い水素吸蔵性とパラジウム格子中の水素原子の高い拡散性などの特長をもつ。金属をナノ粒子化すると、表面効果や量子効果などにより物性が変わることが報告され、近年盛んに研究されている。中性子散乱手法は、金属中の水素原子を捉えるのに最も適したプローブである。我々は、パラジウム水素化物ナノ粒子の特性を明らかにするため、中性子回折, 中性子準弾性, 中性子非弾性散乱測定を行い、水素原子の配置, 拡散および振動挙動を調べた。その結果、ナノ粒子の表面付近では、水素原子はバルクとは異なる四面体サイトにも存在し(バルク試料では八面体サイトにのみ存在する)、速く拡散していることがわかった。また振動励起の解析から、表面付近の水素原子周りのポテンシャルは非調和性が大きいことも明らかにした。講演では、バルク試料で新たに検知された速い拡散についても報告し、過去の結果との比較を行う。

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