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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
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。
米田 政夫; 前田 亮; 古高 和禎; 飛田 浩; 服部 健太朗; 下総 太一; 大図 章; 呉田 昌俊
Proceedings of INMM 57th Annual Meeting (Internet), 10 Pages, 2016/07
FNDI法を用いた非破壊計量管理システムの開発を行っている。FNDI法はアクティブ法測定の一種であり、誘発核分裂核種(U-235, Pu-239, Pu-241)の総量を求めることができる。これまでに、TMIのキャニスタを仮定したデブリ計測システムの設計解析を実施しており、その結果はINMM-56において発表している。その後、福島第一原子力発電所燃料デブリ用キャニスタ及びデブリ組成の計算モデルの検討を行い、その結果を用いたデブリ計測システムの改良を進めてきた。本発表では、その新しいNDA計測システムを用いたデブリ測定の解析及び評価結果を示す。それに加え、多くの核物質を含むデブリが測定に与える影響について、解析による検討結果を示す。
湯口 貴史*; 岩野 英樹*; 加藤 丈典*; 坂田 周平*; 服部 健太郎*; 平田 岳史*; 末岡 茂; 檀原 徹*; 石橋 正祐紀; 笹尾 英嗣; et al.
Journal of Mineralogical and Petrological Sciences, 111(1), p.9 - 34, 2016/02
被引用回数：19 パーセンタイル：51.66(Mineralogy)花崗岩体の形成・発達に関する熱進化の解明は、大陸地殻の発達・進化を考える上で、有用な知見をもたらすことができる。本研究ではジルコンに着目し、(1)カソードルミネッセンス像観察に基づくジルコンの内部構造の分類: LLC (low luminescence core)/ OZ (oscillatory zonation)、(2)Ti-in-zircon温度計より内部構造ごとの結晶化温度の決定、(3)内部構造ごとのU-Pb年代の決定を実施し、ジルコンの成長は2つのイベントを経ることを見出した。
前田 亮; 古高 和禎; 呉田 昌俊; 大図 章; 飛田 浩; 米田 政夫; 服部 健太朗
核物質管理学会(INMM)日本支部第36回年次大会論文集(インターネット), 9 Pages, 2015/12
2011年3月11日に発生した福島第一原子力発電所事故により、燃料デブリが発生しているとされている。燃料デブリはその組成が不明で、水,中性子吸収材,金属等が含まれていることが予想されるため、デブリ内核物質の非破壊測定には困難が伴うと考えられる。一方、廃棄物中の核物質測定のために長年研究されてきた高速中性子直接問いかけ(FNDI)法は、測定対象の組成に依存せずに核物質量の測定が可能である。この特長に着目してFNDI法を用いた燃料デブリ内核物質の非破壊測定を目的とした研究に着手した。本報では、燃料デブリ収納缶を対象とした非破壊測定システムの設計と燃料デブリの組成が変化した時のFNDI法の適用性についてモンテカルロ・シミュレーションを用いて行った検討結果を報告する。
前田 亮; 古高 和禎; 呉田 昌俊; 大図 章; 飛田 浩; 米田 政夫; 服部 健太朗
Proceedings of INMM 56th Annual Meeting (Internet), 8 Pages, 2015/07
原子力機構では、核物質の総量の非破壊測定法として有望な高速中性子直接問いかけ法の福島第一原子力発電所燃料デブリへの適用可能性の検討を開始した。本講演では、モンテカルロシミュレーションコードPHITSを用いて設計した非破壊測定装置の基本設計とモンテカルロシミュレーションコードMVPを用いて予測した燃料デブリの組成と測定値との関係及び、我々が新たに開発したツールを用いた中性子束分布の4次元可視化結果について報告する。
服部 高典; 佐野 亜沙美; 有馬 寛*; 小松 一生*; 山田 明寛*; 稲村 泰弘; 中谷 健; 瀬戸 雄介*; 永井 隆哉*; 内海 渉; et al.
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 780, p.55 - 67, 2015/04
被引用回数：94 パーセンタイル：99.07(Instruments & Instrumentation)PLANETは高温高圧実験に特化された飛行時間型の中性子ビームラインである。パルス中性子回折実験用に設計された大型の6軸型マルチアンビルプレスを用いることで定常的には高温高圧下約10GPa、2000Kでのデータ測定が可能性である。きれいなデータを取得するために、ビームラインには入射スリットと受光スリットが装備してあり、高圧アセンブリからの寄生散乱が除去可能である。
/=0.6%の高い分解能、0.2-8.4
の広いデータ取得可能レンジおよび高い寄生散乱除去性能により、高温高圧下での結晶および液体の高精度な構造決定が可能となっている。
町田 晃彦; 本田 充紀*; 服部 高典; 佐野 亜沙美; 綿貫 徹; 片山 芳則; 青木 勝敏; 小松 一生*; 有馬 寛*; 大下 英敏*; et al.
Physical Review Letters, 108(20), p.205501_1 - 205501_5, 2012/05
被引用回数：21 パーセンタイル：70.24(Physics, Multidisciplinary)希土類金属水素化物ではH/M=2及び3の化学量論比組成が存在する。2水素化物は金属格子がfcc構造でその四面体(T)サイトを水素が占有している。八面体(O)サイトも水素が占有すると3水素化物となる。これまでにLaH
が高圧下、約11GPaで水素の高濃度相と低濃度相へ相分離することを放射光X線回折によって示した。今回実施したLaD
の高圧下中性子回折実験から、相分離の生成物としてNaCl型構造の一重水素化物LaDが形成されることを初めて観測した。第一原理計算及び格子ダイナミクス計算からも高圧下でLaDが形成されることが示された。このNaCl型構造のLaHの発見は水素-金属間相互作用の水素占有サイト依存性の研究の足がかりとなる。
服部 高典; 片山 芳則; 町田 晃彦; 大友 季哉*; 鈴谷 賢太郎
Journal of Physics; Conference Series, 215(1), p.012024_1 - 012024_4, 2010/03
被引用回数：15 パーセンタイル：96.22(Instruments & Instrumentation)現在建設がほぼ完了した大強度陽子加速器施設J-PARCでの高圧中性子実験は、これまでわれわれの手の届かなかった物質情報(軽元素位置や動的構造)を提供するため、高圧実験家にとって垂涎の的となっている。特に不規則系物質の研究をするうえで、高強度全散乱ビームラインNOVAは有力な候補であり、そこに小型高圧発生装置であるパリ・エジンバラセルを持ち込んでの高圧中性子実験を画策している。本講演では、NOVAの特徴と高圧実験に向けての準備状況について紹介する。
有馬 寛; 服部 高典; 小松 一生*; 阿部 淳; 内海 渉; 鍵 裕之*; 鈴木 昭夫*; 鈴谷 賢太郎; 神山 崇; 新井 正敏; et al.
Journal of Physics; Conference Series, 215(1), p.012025_1 - 012025_6, 2010/03
J-PARC物質生命科学実験施設における高圧研究の専用ビームライン建設について、科学研究費補助金新学術領域研究(高温高圧中性子実験で拓く地球の物質科学:領域代表八木健彦)が採択され、平成21年度からBL11において超高圧中性子回折装置(PLANET)の建設が開始された。30GPa及び2500Kまでの温度圧力領域での中性子回折測定を研究対象とし、分光器室内には大型マルチアンビルプレスを設置する。本装置の概要並びに開発の現状について報告する。PLANETは水を含む地球深部物質の高温高圧下での結晶構造,マグマの局所構造,液体の圧力誘起構造変化を主要な研究テーマとして設計を行った。10mm
以下の試料体積を対象として主検出器である90
バンクにおいて0.5%の装置分解能を持つ。4.3のd値範囲を1フレームで測定することが可能である。中性子の輸送には11.5mの集光型中性子ガイド管を用い、結晶,液体それぞれの構造解析に適した波長領域での測定効率の向上を目指している。
有馬 寛*; 服部 高典; 小松 一生*; 阿部 淳; 内海 渉; 鍵 裕之*; 鈴木 昭夫*; 鈴谷 賢太郎; 神山 崇*; 新井 正敏; et al.
Journal of Physics; Conference Series, 215(1), p.012025_1 - 012025_6, 2010/03
被引用回数：14 パーセンタイル：95.74(Instruments & Instrumentation)高圧実験に特化したPLANETはパルス中性子施設J-PARCのBL11に建設されている。PLANETは、地球深部の高密度な含水鉱物,マグマ,軽元素液体を含む水素を含む物質の構造を研究することを目的としている。装置は、20GPa, 2000Kの温度圧力における粉末結晶,液体,非晶質の回折実験、イメージング実験を実現するものである。回折実験において、90バンクを使用することで、第一フレームで0.2-4.1の値をカバーしている。この研究では、PLANETの設計と仕様をモンテカルロシミュレーションを用いて評価した。
服部 高典; 片山 芳則; 町田 晃彦; 大友 季哉*; 鈴谷 賢太郎
no journal, ,
高密度水素状態における物質中の水素位置及びそれらが及ぼす材料物性への影響を調べるため、中性子全散乱装置NOVAで中性子高圧実験を行うための高圧装置を製作した。高圧装置は、最大加重200トンを印加できるParis-Edingburgh press(VX4),アライメントステージ,油圧コントロールユニット,真空槽の外から内部を観察できるCCDカメラ、及び真空槽の隔壁となるフランジからなる。この装置を用いることで約20万気圧(20GPa)の圧力下において、Q/Q=0.6%の分解能で、1
40Aに渡る広いQ空間のデータを測定することができ、高密度に水素を含む物質の構造を0.16Aの実空間分解能で調べることが可能となる。
片山 芳則; Yagafarov, O.; 服部 高典; 鈴谷 賢太郎; 稲村 泰弘; 千葉 文野*; 大友 季哉*; Temleitner, L.*; 小原 真司*
no journal, ,
現在J-PARC/MLFで建設が進められている高圧中性子ビームラインを用いることによって、水をはじめとする液体や非晶質固体の構造解析を行うことを目指している。本発表では、高温高圧下の水についての放射光X線回折実験を用いた研究や、X線と中性子のデータを用いたリバースモンテカルロ法による永久高密度化した石英ガラスの構造モデルの作成など、高圧中性子実験に向けた研究について紹介する。
町田 晃彦; 本田 充紀*; 服部 高典; 佐野 亜沙美; 綿貫 徹; 片山 芳則; 青木 勝敏; 小松 一生*; 有馬 寛*; 大下 英敏*; et al.
no journal, ,
希土類金属水素化物ではH/M=2, 3の化学量論比組成が存在する。2水素化物は金属格子がfcc構造でその四面体(T)サイトを水素が占有している。八面体(O)サイトも水素が占有すると3水素化物となる。これまでにLaHが高圧下、約11GPaで水素の高濃度相と低濃度相へ相分離することを放射光X線回折によって示した。J-PARC物質・生命科学実験施設のBL21に設置された大強度全散乱装置NOVAでLaDの高圧下中性子回折実験を実施したところ、11GPa以上で低濃度相に由来する回折線を観測した。その結果、相分離によって形成される低濃度相はfcc金属格子のOサイトをDが占有している1重水素化物であることが明らかになった。希土類金属で一水素化物の形成を確認したのは初めてのことである。
服部 高典; 片山 芳則; 町田 晃彦; 大友 季哉*; 鈴谷 賢太郎
no journal, ,
現在建設がほぼ完了した大強度陽子加速器施設(J-PARC)での高圧中性子実験は、これまでわれわれの手の届かなかった物質情報(軽元素位置や動的構造)を提供するため、高圧実験家にとって垂涎の的となっている。特に不規則系物質の研究をするうえで、高強度全散乱ビームライン(NOVA)は有力な候補であり、そこに小型高圧発生装置であるパリ・エジンバラセルを持ち込んでの高圧中性子実験を画策している。本講演では、NOVAの特徴と高圧実験に向けての準備状況について紹介する。
湯口 貴史; 岩野 英樹*; 服部 健太郎*; 坂田 周平*; 末岡 茂; 檀原 徹*; 平田 岳史*; 石橋 正祐紀; 國丸 貴紀; 西山 忠男*
no journal, ,
花崗岩(結晶質岩)における物質移動に関する調査研究において、物質移動経路となりうる割れ目の分布や形成システムを把握することが重要となる。マグマの貫入・定置過程および花崗岩体の冷却固化過程の解明は、割れ目の分布や形成システムを論じる上で、重要な視点の1つとなる。本報告では中部日本に位置する土岐花崗岩体のジルコンU-Pb年代の岩体内での空間分布を示すとともに、その結果に基づいて土岐花崗岩体の貫入・定置過程および冷却固化過程について考察を行った。ジルコンU-Pbのコンコーダント年代は以下のように区分できる。[Type 1] 78.4
2.268.92.2Ma (以下、2
, N=79)、[Type 2] 95.41.987.22.7Ma (N=4)、[Type 3] 169.14.3と2217.727.5Ma (N=2)。Type 1は土岐花崗岩体の定置年代を示す。各試料におけるType 1のU-Pb年代の加重平均は73.11.0から70.51.1Maであり、岩体中で有意な相違や空間的な偏りは認めらない。誤差範囲を加味した加重平均の分布を考えると、土岐花崗岩体を形成したマグマ全体が同時期に定置したことを示す。ジルコンU-Pb年代の空間分布と地球科学的特徴の空間分布を合わせて検討することにより、マグマ貫入時の混成作用が、定置年代には影響を与えず、その後の冷却に強く作用することを明らかにした。
前田 亮; 古高 和禎; 呉田 昌俊; 大図 章; 飛田 浩; 春山 満夫; 米田 政夫; 服部 健太朗
no journal, ,
原子力機構では、燃料デブリの有望な非破壊測定技術として期待されている核分裂性核種(Fissile)の総量を計測する技術である高速中性子直接問いかけ法(FNDI法)に着目して、燃料デブリを収納した容器内のFissile量の測定に適用できるかどうかの可能性について検討を開始した。本報では、モンテカルロ解析コードPHITSや新たに開発した可視化ツールを用いた非破壊測定装置の基本設計の現状と、中性子拡散特性の3次元時系列可視化結果について報告する。
呉田 昌俊; 前田 亮; 大図 章; 古高 和禎; 飛田 浩; 春山 満夫; 米田 政夫; 服部 健太朗
no journal, ,
福島第一原子力発電所事故により発生する燃料デブリの計量管理や測定については方針が決まっておらず、今後ステークホルダーにより決定される。原子力機構では、有望な非破壊測定技術として期待されている核分裂性核種(Fissile)の総量を計測する技術である高速中性子直接問いかけ法(FNDI法)に着目して、燃料デブリを収納した容器内のFissile量の測定に適用できるかどうかの可能性について検討を開始した。本報では、平成26年度および27年度の実施計画と燃料デブリの組成がFNDI法による中性子測定結果に及ぼす影響に関する途中経過について報告する。
服部 高典; 佐野 亜沙美; 鈴谷 賢太郎; 舟越 賢一*; 阿部 淳*; 町田 真一*; 大内 啓一*; 岡崎 伸生*; 亀田 恭男*; 大友 季哉*
no journal, ,
PLANETはJ-PARC MLFに建設された高圧専用の中性子粉末回折計である。2013年度より運用を開始し、国内外よりユーザーを受け入れている。本発表では、PLANETの現状と最近可能になったランダム系物質の構造解析の例を示す。PLANETは、2段押し加圧(6-6加圧方式)を標準採用し、約10GPa, 2000Kでの中性子回折データの測定が可能となっている。更に高い温度圧力での実験を可能とするために、今回異なるアンビル分割方式である6-8加圧方式のテストを行い、約16GPa, 1273Kでの中性子回折実験に成功した。また、PLANETは、結晶のみならず液体の高圧下での構造変化を調べられるように設計がなされている。今回PLANETで測定したSiOガラスのデータをBL21で開発された液体のS(Q)導出プログラム(nvaSq.py及びhitsq.py)を用いて解析を行った。高圧セルの影響を確認するために、高圧セル内にいれた常圧下の試料のS(Q)が、既知のS(Q)とよく一致することを確認した。その後高圧下で測定されたデータへの応用を行い、約10GPaまでの構造変化を調べることができた。また、非弾性散乱効果の補正が重要となる水素を含む系として、水に対して亀田氏作成のプログラムにて解析を行い、良好な結果を得ることができた。
湯口 貴史*; 岩野 英樹*; 加藤 丈典*; 坂田 周平*; 服部 健太郎*; 平田 岳史*; 末岡 茂; 檀原 徹*; 石橋 正祐紀; 笹尾 英嗣; et al.
no journal, ,
花崗岩体の形成・発達に関する熱進化の解明は、大陸地殻の発達・進化を考える上で、有用な知見をもたらすことができる。本研究ではジルコンに着目し、(1)カソードルミネッセンス像観察に基づくジルコンの内部構造の分類、(2)Ti-in-zircon温度計より内部構造ごとの結晶化温度の決定、(3)内部構造ごとのU-Pb年代の決定を実施し、ジルコンの成長は4つのイベントを経ることを見出した。得られたデータに基づいて土岐花崗岩体の貫入・定置から結晶固化へといたる熱進化について考察を行った。
横谷 明徳; 神長 輝一; 服部 佑哉; 渡辺 立子; 野口 実穂; 藤井 健太郎
no journal, ,
発がんのプロセスの解明には、放射線照射後に細胞分裂能を失うことなく生存し続ける細胞に現れる変化を、詳細に観察することが重要であると考えられる。そこで、細胞周期により異なる蛍光を発するようFucci化したヒトガン細胞(HeLa-Fucci)に対して、顕微鏡下で特定の細胞を選択した上でX線マイクロビームを照射した。その後72時間ライブセル観察を行った結果、照射細胞の周期がG2期で遅延することが明らかになった。さらに、照射細胞周囲の非照射細胞にも周期遅延が観測され、細胞周期制御にもバイスタンダー効果が現れることを初めて明らかにした。一方、コンピュータを用いて、異なる細胞密度を持つ細胞集団に対する放射線を照射した場合の細胞周期の挙動変化をシミュレートした。その結果、細胞密度が密な細胞集団では、照射により細胞周期が一時停止する細胞数が多くなる結果を得た。これは、培養液中に放出されたシグナル以外にも細胞間のギャップ結合を経由したシグナルの伝達が起こり、バイスタンダー効果が増加することを示している。
