Study on use of superconducting magnet and first inelastic neutron scattering experiment under magnetic field at 4SEASONS spectrometer

梶本 亮一; 石角 元志*; 吉良 弘*; 金子 耕士; 中村 充孝; 蒲沢 和也*; 稲村 泰弘; 池内 和彦*; 飯田 一樹*; 村井 直樹; et al.

Physica B; Condensed Matter, 556, p.26 - 30, 2019/03

BB2018-0570.pdf:2.17MB

https://doi.org/10.1016/j.physb.2018.11.065

Magnets are important for studying magnetism and are commonly used as sample environment devices of neutron scattering instruments. However, the use of magnets was prevented at the time-of-flight direct-geometry neutron spectrometer 4SEASONS in Materials and Life Science Experimental Facility (MLF) at J-PARC, because the instrument is surrounded by iron components, and it is equipped with a piece of equipment operated with magnetic bearings. In the present work, we investigate the influence of stray magnetic fields from a superconducting magnet which is shared among neutron scattering instruments in MLF. Based on the investigation, we modified 4SEASONS such that it can be used with the magnet. Finally, we successfully performed the first inelastic neutron scattering experiments with applied magnetic fields using this sample environment.

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

https://doi.org/10.11484/jaea-conf-2015-002

4SEASONS () is one of the three chopper spectrometers operating in MLF at J-PARC, and covers thermal neutron region ( - 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-) 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- measurements, and recent or planned upgrades of the instrument.

Oscillating radial collimators for the chopper spectrometers at MLF in J-PARC

中村 充孝; 川北 至信; 神原 理; 青山 和弘; 梶本 亮一; 中島 健次; 河村 聖子; 池内 和彦*; 菊地 龍弥; 稲村 泰弘; et al.

JPS Conference Proceedings (Internet), 8, p.036011_1 - 036011_6, 2015/09

強磁場や高温といった試料環境下での非弾性中性子散乱実験のニーズが近年高まってきているが、これらの試料環境機器に起因する不要な散乱が微弱な非弾性シグナルの検知に悪影響を及ぼすという問題があった。我々はこの問題点を克服するため、J-PARC物質・生命科学実験施設内のチョッパー分光器用揺動式ラジアルコリメータの開発を進めた。本研究ではBL01四季及びBL14アマテラス用にそれぞれ新規開発した揺動式ラジアルコリメータの特性について報告する。

軽水炉照射環境下におけるIASCC研究のための水環境調整設備の整備,2

馬籠 博克; 岡田 祐次; 塙 博; 作田 善幸; 菅野 勝; 飯田 一広; 安藤 均; 米川 昭久; 上田 晴康; 柴田 光敦

JAEA-Technology 2014-023, 267 Pages, 2014/07

JAEA-Technology-2014-023-01.pdf:103.68MB
JAEA-Technology-2014-023-02.pdf:71.92MB

日本原子力研究開発機構では、軽水炉利用の高度化及び高経年化に対応するため、軽水炉燃料及び材料の照射試験を実施する準備を進めている。JMTRは第165運転サイクル後の2006年8月に停止し、再稼働に向けて照射施設の整備を進めており、燃料・材料の中性子照射試験を行うための燃料異常過渡試験装置及び材料照射試験装置を2008年度から2012年度の間に製作、設置した。本報告書は、先に報告したJAEA-Technology 2013-019「軽水炉照射環境下におけるIASCC研究のための水環境調整設備の整備(1)」(2008年度から2010年度までの整備報告)の続報で、2011年度から2012年度までに実施したIASCC(照射誘起応力腐食割れ: Irradiation Assisted Stress Corrosion Cracking)研究のための材料照射試験装置の水環境調整設備等の整備についてまとめたものである。

軽水炉安全研究のための水環境調整設備の整備

岡田 祐次; 馬籠 博克; 飯田 一広; 塙 博; 近江 正男

UTNL-R-0483, p.10_4_1 - 10_4_10, 2013/03

原子力機構において、軽水炉(BWR)の長期利用にかかわる原子炉圧力容器の照射脆化及び炉心構成機器の応力腐食割れに関して、BWRの温度,圧力,水質等の影響を確認する目的で、JMTR(Japan Materials Testing Reactor:材料試験炉)にBWR照射環境下における照射誘起応力腐食割れ(IASCC)評価を行う水環境調整設備の整備を実施した。本報告では、JMTR再稼働後に飽和温度キャプセルを利用した照射試験のために使用する水環境調整設備の整備の概要について報告する。

Neutron drip line and the equation of state of nuclear matter

親松 和浩*; 飯田 圭*; 小浦 寛之

Physical Review C, 82(2), p.027301_1 - 027301_4, 2010/08

https://doi.org/10.1103/PhysRevC.82.027301

中性子ドリップ線が原子核の対称エネルギーの密度依存性にどのように関連するのか、非対称原子核物質の状態方程式に依存させた方法で原子核質量計算を計算可能である巨視的原子核模型を用いて考察した。これら原子核質量から得られる中性子ドリップ線は対称エネルギーの密度微係数が増加するのに従って核図表上を中性子過剰側に移動することが示された。このような移動は軽核領域で顕著であり、これはおもに中性子過剰核が持つ表面の性質の表れとして理解できるものであることを示した。

Irradiation experiment of ZrC-coated fuel particles for high-temperature gas-cooled reactors

湊 和生; 小川 徹; 沢 和弘; 石川 明義; 冨田 健; 飯田 省三; 関野 甫

Nuclear Technology, 130(3), p.272 - 281, 2000/06

https://doi.org/10.13182/NT00-A3093

ZrC被覆燃料粒子は、高温ガス炉用SiC被覆燃料粒子に代わる候補の一つである。ZrC被覆燃料粒子とSiC被覆燃料粒子の高温における照射性能を比較するために、同一条件の下で、キャプセル照射試験を実施した。照射温度は1400-1650C、燃焼率は4.5%FIMAであった。照射後試験の粒子断面観察において、ZrC被覆層にはパラジウムによる腐食は観察されなかったが、SiC被覆層にはパラジウム腐食が認められた。被覆層の貫通破損率の検査では、ZrC被覆燃料粒子には有意な破損は認められなかったが、SiC被覆燃料粒子には照射による破損が認められた。ZrC被覆燃料粒子の高温における優れた照射性能が明らかになった。

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-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。

不安定核質量と核物質の状態方程式,2

親松 和浩*; 飯田 圭*; 小浦 寛之

no journal, , 

核物質の状態方程式の対称エネルギーの密度微分パラメーターLの値を不安定核質量からどの程度しぼれるかを検討する。これまでわれわれはLが不安定核半径にある程度の感度を持ち、また中性子星クラストでのパスタ原子核の存在可能性がLの値によって決定されることを示してきた。前回の報告では、Ni同位体の質量がLに感度を持ち、NiやNiといった大きな非対称度を持つ不安定核質量の系統性からLの値を決定する可能性を示した。またLの値の導出には、対エネルギー の効果をキャンセルするように2中性子分離エネルギーS,2陽子分離エネルギーSを用いるとよく、特に非対称効果を取り出すにはS-SのL依存性を使うとよいことを議論した。今回は核図表全体でのmassのL依存性(感度)を検討する。前回報告したNiは比較的軽く、また大きな非対称度を持つNi同位体にdoubly magic核があるため、マクロモデルでの解析には必ずしも適当ではないからである。Lの値をマクロモデルで決定する場合に生じる不確かさの一つとして、Coulomb exchangeの効果についても議論する。

中間エネルギーでの不安定核全反応断面積と変形度

小濱 洋央*; 飯田 圭*; 親松 和浩*; 小浦 寛之

no journal, , 

中性子過剰核の全反応断面積は、一様核物質対称エネルギーの密度微係数を知るうえで重要な測定量の一つである。ここではネオンやマグネシウムの同位体に対して、最近RIBFにおいて核子あたり240MeVのエネルギーで測定された相互作用断面積の予備データに着目する。950MeVでのデータも既に得られており、系統的解析が不可欠である。前回は、変形の効果も加味した"変形くろたま模型"を提案するとともに、に依存する形で構築した全反応断面積公式を用い、データのエネルギー依存性及びアイソトープ依存性を報告した。今回は、幾つかの微視的核構造模型で得られた変形度をそれぞれに用いた幾何学的模型での結果を比較する。そうすることで、断面積値に関する結果の不定性を検討する。