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論文

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

4SEASONS ($textit{SIKI}$) is one of the three chopper spectrometers operating in MLF at J-PARC, and covers thermal neutron region ($$10^0$$ - $$10^2$$ 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-$$E_mathrm{i}$$) 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-$$E_mathrm{i}$$ measurements, and recent or planned upgrades of the instrument.

口頭

Si結晶アナライザー背面反射型高エネルギー分解能分光器DNAの建設状況報告,5

柴田 薫*; 高橋 伸明; 川北 至信; 蒲沢 和也*; 山田 武*; 上野 広樹; 島倉 宏典; 中島 健次; 神原 理; 稲村 泰弘; et al.

no journal, , 

現在、J-PARC物質・生命科学実験施設(MLF)BL02に建設が進められている、ダイナミクス解析装置DNA分光器は、本邦初めてのSi完全結晶ウエハを結晶アナライザーに用いる背面反射逆転配置飛行時間型分光器である。装置の建設作業完成は、平成23年11月末を目標として、その後コミッショニングを行い、平成24年3月末以降供用運転を開始できるように工程を調整している。現在ビームライン遮蔽体,本体遮蔽体設置がほぼ終了した状態である。今後、ガイド管, チョッパー, 本体真空槽, 分光器内分光機器, 中性子検出器等の設置・調整を行い、その後コミッショニング測定を行い装置パラメータの調整を行う予定である。また、平行して分光器の性能をおもに決定するSi単結晶ウエハを貼り付けた超精密球面アナライザーユニットの製作工程を進めている。

口頭

Si結晶アナライザー背面反射型分光器DNAの開発

柴田 薫*; 高橋 伸明; 川北 至信; 蒲沢 和也*; 山田 武*; 上野 広樹; 島倉 宏典; 中島 健次; 神原 理; 稲村 泰弘; et al.

no journal, , 

J-PARCセンター、物質・生命科学実験施設に建設・設置中の1ueVの高エネルギー分解能を目指すSi結晶アナライザー背面反射型高エネルギー分解能分光器DNAの建設状況及びビームコミッショニング計画を発表する。平成24年1月、ビーム受け入れを目指して建設中でオンビームコミッショニング計画を策定中である。本形式の分光器は、現在まで本邦では研究用原子炉、パルス中性子源いずれにも設置されたことがない。一方、海外の原子炉に設置されている本形式分光器を利用した邦人研究者の仕事は確実に増加している。DNA分光器の供用実験開始により国内でも背面反射型分光器を用いた研究が盛んになることが期待される。

口頭

Si結晶アナライザー背面反射型高エネルギー分解能分光器DNAの開発,6

柴田 薫*; 高橋 伸明; 川北 至信; 蒲沢 和也*; 山田 武*; 上野 広樹; 島倉 宏典; 中島 健次; 神原 理; 稲村 泰弘; et al.

no journal, , 

J-PARCセンター物質生命科学実験施設(MLF)のBL02中性子ビームラインに設置がほぼ完了した、ダイナミクス解析装置DNA分光器は、国内では初めてのSi完全結晶ウエハを結晶アナライザーに用いる背面反射逆転配置飛行時間型分光器である。大がかりな建設設置作業は平成23年12月末までに終了し各デバイスの調整,オンビームコミッショングを行い、平成24年3月中旬から共用実験を開始予定である。このタイプの分光器建設は国内で初めてであったため以下のような開発項目を検討・開発してきた。・ビームライン上流部でのパルス整形高速チョッパーの検討・発注製作・高効率のスーパーミラーを用いた中性子ガイドシステムの検討・発注製作。・高精度の球面Siアナライザーユニットの検討・開発・製作。・分光器内部の狭い空間に効率よく収納できる高効率の検出器アナライザーシステムの検討・開発・発注製作。DNA装置は、原子,分子,スピンのナノ秒オーダーの運動を測定する目的で設計され、電池材料,触媒材料等の機能性材料の開発,生体物質の機能解明,高分子等のソフトマター物質,磁性物質の研究等が検討されている。現在、上記研究対象の実験に必要な試料周辺機器を整備中である。

口頭

背面反射型Si結晶アナライザー高エネルギー分解能分光器DNAの現状

柴田 薫*; 高橋 伸明; 山田 武*; 蒲沢 和也*; 川北 至信; 中島 健次; 神原 理; 稲村 泰弘; 中谷 健; 相澤 一也; et al.

no journal, , 

国内では初めて建設されたSi完全結晶ウエハを結晶アナライザーに用いる背面反射逆転配置飛行時間型分光器ダイナミクス解析装置DNAはJ-PARCセンター物質生命科学実験施設(MLF)のBL02結合型中性子源ビームラインへ平成24年2月末までに設置がほぼ終了し平成24年3月からコミッショニング実験を開始し、各デバイスの調整・オンビームコミッショングを行い6月からは共用実験を一部実施開始した。このタイプの分光器は、入射中性子のパルス整形($$Delta$$t 10 microsec)及び散乱中性子の球面Siアナライザーによるブラッグ反射を用いたエネルギー解析で高エネルギー分解能(エネルギー分解能$$Delta$$E 1.5 micro-eV)を実現する。現在、入射中性子パルス整形を行うビームライン上流部に設置予定の高速ディスクチョッパー(回転速度Max300Hz)は調整・製作中のため設置せず、今回のコミッショニングでは結合型中性子モデレータからの幅広いパルス($$Delta$$-t 200 microsec@lambda 6${AA}$)を直接用いて非弾性散乱測定($$Delta$$E 12 micro-eV)を実施した。4-Methylpyridine N-oxideのトンネルスペクトル測定(T=6.8K)を行い、十分な統計精度が約11時間で得られることを確認した(入射陽子200kW)。DNA装置は、原子・分子・スピンのナノ秒オーダーの運動を測定する目的で設計され、電池材料、触媒材料等の機能性材料の開発、生体物質の機能解明、高分子等のソフトマター物質、磁性物質の研究等が検討されている。

口頭

BL02装置仕様とコミッショニング報告; Si結晶アナライザー背面反射型分光器DNA

柴田 薫*; 高橋 伸明; 山田 武*; 蒲沢 和也*; 川北 至信; 中島 健次; 神原 理; 稲村 泰弘; 中谷 健; 相澤 一也; et al.

no journal, , 

J-PARCセンター物質生命科学実験施設MLFの結合型中性子ビームラインBL02に建設設置された背面反射型TOF分光器の仕様及びコミッショニング状況について報告する。本装置は、完全結晶のSiウエハを背面反射条件でアナライザー用いて、最終的な非弾性散乱エネルギー分解能1.5micro-eVを目指している飛行時間型中性子非弾性散乱分光器である。主な分光器デバイスは2012年2月末までに建設を終了し、3月からコミッショニング測定を開始した。また、一部2012Aの共用実験を2012年6月以降実施して興味ある研究成果が得られている。なお現在、主要分光デバイスであるパルス整形用の高速ディスクチョッパーが開発調整中のため、結合型線源からのパルスソースをそのまま試料に照射して散乱中性子をSi111反射でエネルギー分析を行いエネルギー分解能12micro-eVでコミッショニング実験、共用実験を実施している。2012年10月以降のマシンタイムでは、パルス整形用の高速ディスクチョッパーを運用して高エネルギー分解能1.5micro-eVでのコミッショニング,共用実験を計画している。

口頭

Si結晶アナライザー背面反射型分光器DNAを用いたメソポーラスシリカ中の水の準弾性散乱

山田 武*; 柴田 薫*; 高橋 伸明; 蒲沢 和也*; 川北 至信; 福嶋 喜章*; 中島 健次; 神原 理; 稲村 泰弘; 中谷 健; et al.

no journal, , 

日本初のSi結晶アナライザー背面反射型分光器であるDNAは2012年2月にビームを受け入れ、3月よりコミッショニングを開始した。現在のエネルギー分解能は結合型モデレータのパルス幅に対応した約12micro-eVである。本発表では、現在までに得られたメソポーラスシリカ中の水準弾性散乱の結果と現在準備している解析ソフトの現状について紹介する。

口頭

Si結晶アナライザー背面反射型TOF分光器DNAの現状

柴田 薫*; 高橋 伸明; 川北 至信; 蒲沢 和也*; 山田 武*; 中島 健次; 神原 理; 稲村 泰弘; 中谷 健; 相澤 一也; et al.

no journal, , 

球面状に張付成型した完全結晶Siウエハアナライザーを背面反射条件で用いて、最終的な非弾性散乱エネルギー分解能$$delta$$E$$sim$$1.5micro-eVを目指している飛行時間型中性子非弾性散乱分光器DNAは、J-PARCセンター物質・生命科学実験施設MLFの結合型中性子ビームラインBL02に建設設置され主要分光器デバイスの設置は2012年2月末までに終了し3月からコミッショニング測定を開始した。2012Aの共用実験を2012年6月以降実施して興味ある研究成果が得られている。2012Bも多くの課題が採択されて実施準備を進めている。現在,試料周辺機器としてトップローディングクライオファーネス(5K$$sim$$500K)を運用中で、さらに超高温炉,水蒸気雰囲気制御装置,液体加圧装置等の試料周辺機器も整備中である。共用装置DNAは、原子・分子・スピンのナノ秒オーダーの運動を測定する目的で設計され、電池材料,触媒材料等の機能性材料の開発、生体物質の機能解明、高分子等のソフトマター物質,磁性物質など広い分野の申請課題の研究に役立てられることが期待されている。ポスター発表ではコミッショニング結果及び一般課題測定結果等について報告予定である。

口頭

Current status of the Si crystal analyzer near backscattering TOF spectrometer DNA in a spallation neutron source at J-PARC

高橋 伸明; 柴田 薫*; 山田 武*; 蒲沢 和也*; 川北 至信; 中島 健次; 神原 理; 稲村 泰弘; 中谷 健; 相澤 一也; et al.

no journal, , 

2012年2月に、J-PARC物質・生命科学実験施設(MLF)BL02に建設が完了したダイナミクス解析装置DNA分光器は、マイクロ電子ボルトのエネルギー範囲を走査する分光器であり、ナノ秒オーダーの原子,分子,スピン運動を測定するのに適した装置である。その後、ユーザー共用と並行して、さまざまなビームコミッショニングを遂行してきた。発表では、当該装置の仕様、現在の状況について紹介したい。

口頭

Si結晶アナライザーTOF背面反射型分光器DNAの現状,2

柴田 薫*; 高橋 伸明; 山田 武*; 蒲沢 和也*; 川北 至信; 中島 健次; 神原 理; 稲村 泰弘; 中谷 健; 相澤 一也; et al.

no journal, , 

J-PARC/MLFのBL02へ設置され、2012年2月からオンビームコミッショニング実験及び共用実験に供されているSi完全結晶ウエハを結晶アナライザーに用いる背面反射逆転配置飛行時間型分光器ダイナミクス解析装置DNAの装置仕様の現状とコミッショニング結果、共用実験で得られた成果について報告する。

口頭

Current status of the Si crystal analyzer near backscattering TOF spectrometer DNA in a spallation neutron source at J-PARC

高橋 伸明; 柴田 薫*; 山田 武*; 蒲沢 和也*; 川北 至信; 中島 健次; 神原 理; 稲村 泰弘; 中谷 健; 相澤 一也; et al.

no journal, , 

A Si crystal analyzer near backscattering spectrometer DNA which covers the area of the micro-eV energy range in the Q-E space, where it is expected to explore sciences on atomic, molecular and spin dynamics in the nanosecond time range has been installed at BL02 of the Materials and Life Science Experimental Facility (MLF) of the Japan Proton Accelerator Research Complex (J-PARC) until at the end of February 2012. Then, various on-beam commissioning has been done for about a year with handling continuing user program. In this report, we will introduce specifications, current status of the instrument.

口頭

J-PARC BL01チョッパー分光器「四季」'13

梶本 亮一; 中村 充孝; 稲村 泰弘; 池内 和彦*; 飯田 一樹*; 石角 元志*; 鈴木 淳市*; 中島 健次; 河村 聖子; 中谷 健; et al.

no journal, , 

四季は現在J-PARC・MLFで稼働中の3台のチョッパー分光器の1つで、3台の中でも特に熱中性子領域において高効率の非弾性散乱測定を可能にすることを目的としている。装置が事実上稼働を開始した2009年6月から4年が経ち、一般課題数も徐々に増加してきている。現在も装置の整備を継続しているが、その結果、測定データのS/N比も向上し、超伝導体,磁性体,誘電体等で様々な成果が得られつつある。さらに装置の性能や利用環境の向上を図り、新たなデータ測定モードの構築やラジアルコリメータ等の試料環境の整備も進めている。本発表では四季で最近の装置整備や実験課題の実施状況、成果例を紹介する。

口頭

J-PARC/MLF BL01チョッパー型中性子非弾性散乱装置「四季」

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*; 鈴木 淳市*; 中島 健次; 河村 聖子; et al.

no journal, , 

四季は現在J-PARC・MLFで稼働中の3台のチョッパー分光器の1つで、3台の中でも特に熱中性子領域において高効率の非弾性散乱測定を可能にすることを目的としている。装置が事実上稼働を開始した2009年6月から4年が経ち、装置整備の進展に合わせて一般課題数も増加してきており、その結果、超伝導体,磁性体,誘電体等で様々な成果が得られつつある。現在もさらに装置の性能や利用環境の向上を図り、測定効率をさらに高める新たなデータ測定モードの構築、試料環境からのバックグラウンドを抑えるラジアルコリメータ、強度の大幅な増大が見込まれるチョッパーの改良等の整備も進めている。本発表では四季で最近の装置整備や実験課題の実施状況、成果例を紹介する。

口頭

Current status of the small and wide angle neutron scattering instrument TAIKAN at J-PARC

高田 慎一; 鈴木 淳市*; 大石 一城*; 岩瀬 裕希*; 篠原 武尚; 奥 隆之; 中谷 健; 稲村 泰弘; 伊藤 崇芳*; 富永 大輝*; et al.

no journal, , 

J-PARC MLFのBL15に設置されている、中性子小広角散乱装置(大観)は2012年3月から一般ユーザを受け入れて共用実験を開始している。毎年度、少しずつであるが検出器をインストールし、現在フル装備の約50%の1216本の検出器が設置されている。本発表では、大観のデータリダクションの方法を報告するとともに、いくつかの標準的な試料の測定結果から、現在大観で実施しているデータリダクションの健全性を示す。また、大観の有為な特徴である、高分解能かつ広q領域測定が可能であることを試料の測定結果を踏まえて例示する。

口頭

J-PARC BL01チョッパー分光器「四季」'14

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.

no journal, , 

四季は現在J-PARC・MLFで稼働中の3台のチョッパー分光器の1つで、3台の中でも特に熱中性子領域において高効率の非弾性散乱測定を可能にすることを目的としている。比較的短い飛行距離を活かした広いエネルギー領域にわたるmulti-$$E_i$$測定が可能なことが大きな特徴であり、それを活かした励起の階層構造を調べる実験等が進められている。また、バックグラウンド対策やチョッパーの改良等の装置の整備も引き続き行っている。本発表では四季で最近の装置整備や実験課題の実施状況、成果例を紹介する。

口頭

J-PARC BL01チョッパー分光器「四季」'15

梶本 亮一; 中村 充孝; 稲村 泰弘; 中島 健次; 河村 聖子; 中谷 健; 神原 理*; 久保 直也; 青山 和弘; 川上 一弘; et al.

no journal, , 

四季は現在J-PARC・MLFで稼働中の3台のチョッパー分光器の1つで、3台の中でも特に熱中性子領域において高効率の非弾性散乱測定を可能にすることを目的としている。共用ビームラインの1台としてユーザー利用に供されているが、性能および操作性・安全性のさらなる向上を目指して装置のアップデートも続けられている。本発表では、新しい単色化チョッパーの導入、検出器増設、データ収集・解析環境の更新等、最近四季で行われたアップデートの状況について報告する。

口頭

チョッパー型中性子非弾性散乱装置「四季」の現状について

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.

no journal, , 

四季はJ-PARC・MLFに設置されている4台のチョッパー分光器の1つである。そのカバーするエネルギー領域と運動領域はそれぞれおよそ10$$^{-1}$$$$sim$$10$$^2$$ meV, 10$$^{-1}$$ $$sim$$ 10$$^1$$ $AA$^{-1}$$でありMLFの非弾性中性子散乱装置がカバーするエネルギー・運動量領域の中でも中程の領域を占める。共用ビームラインの1台としてユーザー利用に供され、超伝導体, 磁性体, 誘電体, 触媒, 熱電材料等さまざまな物質の研究に用いられているが、性能および操作性・安全性のさらなる向上を目指して装置の高度化が続けられている。本発表では、新しい単色化チョッパーの導入、検出器増設、データ収集・解析環境の更新、分解能計算の試み等、最近四季で行われたアップデートの状況について報告する。

口頭

2017年度のMLF放射線安全チームの活動報告

原田 正英; 川上 一弘*; 相澤 一也; 曽山 和彦; 石角 元志*; 平松 英之*; 橋本 典道*; 細谷 倫紀*; 市村 勝浩*

no journal, , 

J-PARCのMLFの放射線安全チームは、放射線安全セクションと協力しながら、課題申請における放射線安全審査を担いつつ、MLFで実施されるユーザー実験における放射線安全を担保し、実験ホールの放射線安全を維持している。2016年11月より、MLF実験ホールを第2種管理区域から第1種管理区域表面汚染低減区域へ区分変更を実施した。管理区域出口で汚染検査を行うことにより、汚染を非管理区域に広げることなく、気体や液体を使用した実験をスムーズに実施できるようになった。また、小型物品搬出モニターの設置により、小物類の常時持出検査が可能となり、ユーザーの利便性が向上した。夏期メンテナンス期間には、第2種管理区域へ一時的に区分変更を行い、夏期メンテナンス作業の利便性を図った。汚染検査室では、管理区域での正しい服装・装備の確認のために、服装チェック鏡を設けた。2017年度末には、小型物品搬出モニターの予備機の導入、大型物品モニターの新規整備を行い、更なるユーザーの利便性の向上を予定している。その他、2017年度半ばから、実験後の各BLの分光器室内の汚染サーベイ、放射化した器材や試料の核種分析作業を行うことを始め、活動を広げている。ポスターでは、2017年度のこれらを含めた活動報告を行い、詳しい運用や設備の現状と今後の予定を報告する。

口頭

2018年度のMLF放射線安全チームの活動

原田 正英; 川上 一弘*; 相澤 一也; 曽山 和彦; 石角 元志*; 平松 英之*; 橋本 典道*; 細谷 倫紀*; 市村 勝浩*

no journal, , 

MLFの放射線安全チームは、実験課題申請における放射線安全審査を担い、放射線安全セクションと協力しながら、MLF実験ホールで実施されるユーザー実験やメンテナンス作業における放射線安全に尽力している。2016年11月より運用を開始したMLF実験ホールの第1種管理区域表面汚染低減区域は、ユーザーの利便性を担保しつつ、非管理区域への汚染拡大の防止ができ、気体や液体を使用する実験の制約を緩和できるなど、有益であることを確認している。管理区域の全て出入り口への小型物品搬出モニターの設置、汚染検査室への大型物品搬出モニターの設置、定期的なユーザー用ロッカーの残留物の確認を行うことにより、ユーザーの利便性を向上できた。夏期メンテナンス期間には、第2種管理区域へ一時的に区分変更を行うことで、メンテナンス作業においても利便性の向上が図れた。その他、運転終了後の各BLの分光器室内の汚染サーベイ、放射化した器材や試料の核種分析などにより、放射線安全の向上に寄与している。今後、放射化した試料の受け入れについて検討を進め、さらなるユーザー実験の利便性拡大を図る。当日ポスターでは、2018年度の放射線安全チームの活動報告を行うとともに、詳しい運用や設備の現状と今後の予定を報告し、ユーザーからの相談を受け付ける。

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