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古池 美彦*; Ouyang, D.*; 富永 大輝*; 松尾 龍人*; 向山 厚*; 川北 至信; 藤原 悟*; 秋山 修志*
Communications Physics (Internet), 5(1), p.75_1 - 75_12, 2022/04
被引用回数：4 パーセンタイル：65.23(Physics, Multidisciplinary)Circadian clock proteins often reveal temperature-compensatory responses that counteract temperature influences to keep their enzymatic activities constant over a physiological range of temperature. This temperature-compensating ability at the reaction level is likely crucial for circadian clock systems, to which the clock proteins are incorporated, to achieve the system-level temperature compensation of the oscillation frequency. Nevertheless, temperature compensation is yet a puzzling phenomenon, since side chains that make up the clock proteins fluctuate more frequently due to greater thermal energy at higher temperature. Here, we investigated temperature influences on the dynamics of KaiC, a temperature-compensated enzyme (ATPase) that hydrolyzes ATP into ADP in the cyanobacterial circadian clock system, using quasielastic neutron scattering. The frequency of picosecond to subnanosecond incoherent local motions in KaiC was accelerated by a factor of only 1.2 by increasing the temperature by 10
C. This temperature insensitivity of the local motions was not necessarily unique to KaiC, but confirmed also for a series of temperature-sensitive mutants of KaiC and proteins other than clock-related proteins. Rather, the dynamics associated with the temperature-compensatory nature of the reaction- and system-level was found in global diffusional motions, which was suggested to regulate the temperature dependence of ATPase activity and dephosphorylation process presumably through changes in the hexamer conformation of KaiC. The spatiotemporal scale at which cross-scale causality of the temperature sensitivity is established is finite, and extends down to picosecond to subnanosecond dynamics only in a very limited part of KaiC, not in its entire part.
C; Inelastic neutron scattering study玉造 博夢; 村上 洋一*; 倉本 義夫*; 佐賀山 基*; 松浦 直人*; 川北 至信; 松石 聡*; 鷲尾 康仁*; 井下 猛*; 浜田 典昭*; et al.
Physical Review B, 102(22), p.224406_1 - 224406_5, 2020/12
被引用回数：8 パーセンタイル：48.16(Materials Science, Multidisciplinary)Magnetic excitations in layered electride YC have been found by inelastic neutron scattering. We have observed weak but clear magnetic scattering around the wave number 
, but no magnetic order down to the lowest temperature measured (7 K). The imaginary part of the dynamical susceptibility deduced is well described by the Lorentz function of energy 
for each momentum 
. The width 
of the Lorentzian is proportional to 
with 
at 
K. We have also found that with increasing the magnetic form factor decays faster than that of a 
electron in a single Y atom, which indicates a more extended magnetic moment in YC. These results provide experimental evidence that the itinerant magnetism in YC originates from the anionic electrons that reside in the interlayers. The Curie-Weiss-like behavior of the magnetic susceptibility reported in YC is ascribed to the mode coupling effects of spin fluctuations.
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。
at the MLF, J-PARC高橋 伸明; 柴田 薫; 川北 至信; 中島 健次; 稲村 泰弘; 中谷 健; 中川 洋; 藤原 悟; 佐藤 卓*; 筑紫 格*; et al.
Journal of the Physical Society of Japan, 80(Suppl.B), p.SB007_1 - SB007_4, 2011/12
被引用回数：6 パーセンタイル：43.3(Physics, Multidisciplinary)A TOF-BSS named has been under construction on BL02 in the MLF of J-PARC. We have estimated expected performances of several candidates under realistic neutron source parameters at MLF. The expected neutron intensity under comparable energy resolutions of the -type is 2.6 times higher than that of the BASIS-type. Consequently, we have chosen the CM with pulse-shaping device for . Pulse-shaping is a good technique from a view point of a variability of resolution. On the other hand, a neutron energy band passing through the pulse-shaping chopper is limited and thus scanning range with one phase of the chopper is narrow. Of course, also can access larger energy transfers by appropriate phasing of the pulse-shaping chopper. In addition, will be able to utilize Repetition Rate Multiplication (RRM). RRM is essentially a way to employ multiple pulse-shaped incident neutron beams to effectively increase neutron counting time to more efficiently measure the inelastic region. In this presentation we will show the chopper sequence and introduce the RRM mode of the forthcoming backscattering spectrometer in detail.
柴田 薫; 高橋 伸明; 中川 洋; 藤原 悟; 片岡 幹雄; 佐藤 卓*; 川北 至信*; 筑紫 格*
日本結晶学会誌, 50(1), p.46 - 50, 2008/02
J-PARCの物質生命科学実験施設(MLF)に建設が計画されている逆転配置型結晶アナライザー分光器DNAの装置デザインについて述べる。この分光器はおもに、たった数mg程度の生体分子試料の高分解能の非弾性散乱スペクトルを十分に広いエネルギーかつQ範囲において測定することを狙った実験装置である。
川北 徹*
PNC TJ7552 95-002, 69 Pages, 1995/03
本研究委員会は、『放射線防護採鉱技術開発に関する研究』委員会の一部門として平成3年度より予備的な活動が開始していたが、平成4年度からは独立した研究体制で採鉱設計支援システムの開発に臨んだ。平成3年度は、どのような採鉱法があるかの調査を行った。さらに通常行われる採鉱法の選定手順を簡略にまとめた上で、エキスパートシステムのプロトタイプを製作した。平成4年度には『採鉱法の選定とそれに係わる調査』について検討し、さらに『岩盤の評価』についても検討を開始した。また、既存の鉱山のデータを収集し、初年度に作成したキスパートシステムを試用し、その結果を考慮して改良を加えた。平成5年度は、まず岩盤の評価についての議論を進め、独自の評価・分類方法を提案した。また、既存の鉱山のデータを収集し、前年度改良を加えたエキスパートシステムを試用した。さらに、今後のデータベース、知識ベースはマルチメディア化される可能性が高いと考え、本研究に取り入れることの可否を検討した。最後に、次年度の研究の準備として、採鉱法設計支援システムの詳細な設計に必要な項目について検討した。報告書の第1章では、採鉱設計支援システムの意義と本年度の研究について述べた。第2章では、今後の採鉱設計支援システムの作成方針に関する概念と展望について述べた。第3章では、岩盤の評価法を含めた採鉱法選定プログラムに関してやや具体的に述べた。第4章では、従来のエキスパートシステムに岩盤評価をとりいれるとともに、アンケート調査の分析結果を踏まえて必要な改良を施した採鉱法の1次選定プログラムについて述べた。第5章では、今後のエキスパートシステムの構築に重要なかかわりを持つ知識ベースに関して述べた。第6章は、まとめとし、本年度の研究結果、得られたことを簡略にまとめておいた。
川北 徹*
JNC TJ7400 2005-010, 178 Pages, 1995/03
釜石鉱山の坑内外7地点に設置した地震計による地震観測および、550mレベル坑道に設置された水圧、水量、水質観測用の各計器により、地震発生時の地下水の挙動を観測し、データの解析を行った。
柴田 薫; 高橋 伸明; 佐藤 卓*; 川北 至信*; 筑紫 格*; 中川 洋; 藤原 悟; 中島 健次; 新井 正敏
no journal, ,
JAEAがJ-PARC物質・生命科学実験施設MLF中性子源の結合型ビームラインBL02に設置することを計画している逆転配置型分光器(DNA)は線源から試料位置までの飛行距離を約42mとり、PG002, Ge311, Si111の3種類の集光型結晶アナライザーを使用し、広いQ-E空間を高エネルギー分解能大強度で微少試料の中性子非弾性散乱実験を実施可能な測定装置として計画中である。今後、実際の装置建設計画を検討するにあたり、建設の容易さ,コストの低減を考慮した装置各部分の詳細検討を実施中である。本報告では最新の検討結果を報告する。本体真空槽に関して、3種類の集光型結晶アナライザーを経済的・効率的に配置するためビームライン軸上に上流・下流部分に2種類の真空槽に分割設置する案を現在検討中である。結晶アナライザーの配置方式に関して、上流真空槽に設置するPG002, Ge311については結晶配置ミラー面の設計・加工方法の検討を実施中である。また、下流部真空槽に設置するSi111については結晶配置ミラー面に半径2mの球面の一部を使用して低コストで高分解能の分光配置を実現する検討を行っている。その他、アナライザー結晶のモザイク制御方法等の検討結果について報告予定である。
柴田 薫; 高橋 伸明; 川北 至信*; 佐藤 卓*; 筑紫 格*; 中川 洋; 藤原 悟; 中島 健次; 新井 正敏
no journal, ,
ドイツBernriedで開催されるJCNS Workshop 2008 "Modern Trends in Neutron Scattering Instrumentation"に参加し、J-PARCに建設計画中のDNA分光器の装置仕様を口頭発表する。報告内容は、現在までに検討を進めてきたDNA分光器のSiアナライザー結晶を用いた高エネルギー分解能測定における期待される分解能(約1micro eV)、測定強度、分解能関数等及びそれらを達成するために検討を進めてきた分光器を構成する各デバイスの仕様について行う。分光器建設の専門家が集まるワークショップでDNA分光器の詳細な仕様について発表を行うことで貴重な意見を得ることが期待される。
高橋 伸明; 柴田 薫; 川北 至信*; 佐藤 卓*; 筑紫 格*; 中川 洋; 藤原 悟; 中島 健次; 新井 正敏
no journal, ,
A Si-analyzer backscattering spectrometer DNA is proposed to be constructed in the Materials and Life Science Facility of Japan Proton Accelerator Research Complex, in order to research on the dynamics of bio-molecules and proteins. Si(111) and Si(311) analyzers will be mounted in a vacuum vessel located at 43 m away from a coupled moderator to enjoy the highest peak intensity among moderators at the target station. On the other hand, there is a demerit that the pulse-shape of the coupled moderator is broad and has a long tail. Then, the instrument is designed to utilize a pulse-shaping device, which is installed at the beamline as far away from the sample position as possible (at 7.8 m from the source) to sharpen the pulse-shape. By optimizing the pulse-shaping device, we can realize 1 micro-eV energy resolution with 
35 micro-eV energy band. This is almost comparable to BSSs at reactor sources. Additionally we can obtain valuable energy resolution by tuning the pulse-shaping device. A novel efficient measurement technique, so-called Repetition Rate Multiplication (RRM) is also planned, i.e., measuring inelastic part is efficiently achievable by using a multi-slit pulse-shaping chopper. In this presentation we will show conceptual design of the instrument. The expected performance will be compared with BSSs at reactor sources as well as BSSs at spallation neutron sources.
高橋 伸明; 柴田 薫; 中島 健次; 新井 正敏; 中川 洋; 藤原 悟; 川北 至信*; 佐藤 卓*; 筑紫 格*
no journal, ,
背面反射型中性子非弾性散乱分光器(BSS)DNAは、平成20年度よりJ-PARC物質・生命科学実験施設(MLF)への建設を着手した。DNAは最も強度の高い結合型減速材を線源に選択し、パルス整形チョッパーを用いることで、大強度と高分解能を同時に狙った分光器である。チョッパーの開口時間の可変性を利用し、実験者の要求に応じた強度・分解能(1
eV
17eV)が選択可能となるよう設計した。一方、パルス整形の特徴として、エネルギー範囲が40eV程度に制限される。この2点で、米国ORNL研究所SNS施設のBASIS分光器とは大きく異なる。BASISは、パルス波形が最も鋭い反面強度が最も弱い非結合型ポイズン減速材を線源に選択し、線源からの白色中性子をパルス整形せずに用いる。このため3eV程度の分解能(固定)で、250eV程度のエネルギー範囲が得られる。DNAでは、Siアナライザーの弾性エネルギー周辺以外のエネルギーのパルス整形され試料に到達する中性子ビームを余すところなく測定に用いる技術(RRM: Repetition Rate Multiplication)を搭載し、その測定範囲を高効率で(例えば7meVまで)拡大することを計画している。発表では、RRMの手法と効果を示し、実現に向けた課題とその解決法について議論する。
柴田 薫; 高橋 伸明; 中川 洋; 藤原 悟; 中島 健次; 新井 正敏; 川北 至信*; 佐藤 卓*; 筑紫 格*
no journal, ,
J-PARC物質生命科学実験施設(MLF)パルス中性子源に一部建設が開始されている背面反射型Si結晶アナライザー分光器DNAの仕様検討結果について報告する。DNA分光器は結合型液体水素減速材をみるBL02ビームラインに設置を予定し、線源からL=7.7m付近に設置される350Hzで対向回転する2枚のディスクチョッパーにより中性子パルスを整形する。そのあと中性子ビームは線源からL1=43m位置の分光器内試料位置へスーパーミラーガイド管で輸送される。分光器真空槽内には、Si(111), Si(311)結晶が貼り付けられたAl製球面アナライザーバンクが試料からL=2.3m位置に左右対称に設置されアナライザーブラッグ角度87.5を保つように試料フランジ周辺に3HePSD検出器が設置される。期待されるエネルギー分解能はSi(111)の場合約1eV, Si(311)の場合約5eVを想定している。測定範囲も40eV程度でスキャン中心エネルギーを自由に移動して非弾性散乱領域でも約1eVの分解能で測定が可能なことが特徴である。上記以外に内包的なバックグラウンド要因の検討結果なども報告を予定している。
柴田 薫; 高橋 伸明; 中島 健次; 川北 至信*; 佐藤 卓*; 筑紫 格*; 中川 洋; 藤原 悟; Mezei, F.*; Mutka, H.*; et al.
no journal, ,
J-PARC物質生命科学実験施設(MLF)パルス中性子源ビームラインBL02に一部建設が開始された背面反射型Si結晶アナライザー分光器DNAの仕様検討のために、パルス中性子源に設置を想定したSi結晶アナライザーを用いた背面反射型分光器の光学系の検討を行った。分光原理概略は以下の通りである。ブラッグ反射(
=約87.5)による試料からの散乱中性子のエネルギー解析は精密球面加工した金属面上へ貼り付けられたSiウエハ結晶(Si(111),Si(311))で行う。金属球面の球中心は、それぞれ試料位置の上方及び下方に位置するように調整され、ブラッグ反射した中性子ビームは、それぞれ試料上方及び下方の円環上の複数の位置敏感型中性子検出器で検出される。そのため、散乱面に垂直方向の角度分解はそれぞれの結晶アナライザーに対応する検出器の縦方向の位置分解能で分解することが可能になる。また散乱面内の角度は、円環を構成する検出器のそれぞれの位置により分解することで、単結晶試料からの2次元散乱も測定可能である。以上の新しい光学系の収束原理,エネルギー分解能,運動量分解能等の検討結果について報告する。
高橋 伸明; 柴田 薫; 中島 健次; 新井 正敏; 川北 至信*; 佐藤 卓*; 筑紫 格*; 中川 洋; 藤原 悟; Mezei, F.*; et al.
no journal, ,
DNAは、J-PARC物質・生命科学実験施設(MLF)BL02へ建設中のSi結晶アナライザー背面反射型中性子非弾性散乱実験装置である。本装置は、最も強度の高い結合型減速材を線源に選択し、パルス整形高速ディスクチョッパーを用いることで、大強度・高分解能(最高1eV)を狙った分光器である。チョッパーの開口時間の可変性を利用し、実験者の要求に応じた強度・分解能が選択可能となるよう設計されている。パルス整形は、高エネルギー分解能を得られる一方で、線源で発生する白色中性子ビームを切り出すことから、測定エネルギー範囲が40eV程度に制限される。本装置では、多孔ディスクを高速回転させることで生み出される複数のパルス整形された中性子ビームを用いて非弾性領域の測定を効率的に測定に用いる技術(RRM: Repetition Rate Multiplication)を合計3台の高速ディスクチョッパーを用いて実現するよう設計されている。本発表では、本実験装置におけるチョッパーシステムの設計指針と、RRM技術により生み出される効果を示す。
柴田 薫; 高橋 伸明; 中島 健次; 神原 理; 川北 至信*; 佐藤 卓*; 筑紫 格*; 中川 洋; 藤原 悟; Mezei, F.*; et al.
no journal, ,
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型逆転配置飛行時間型分光器としてダイナミクス解析装置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、J-PARC物質・生命科学実験施設(MLF)に昨年度平成20年度から建設が進められている。DNA分光器は、結合型中性子源から取り出された中性子ビーム(BL02)を高性能スーパーミラーガイド管によって輸送し、途中複数のディスク・チョッパーによってそのビームを整形,入射中性子波長範囲を調整し、線源から42m離れた位置に置かれる実験試料に入射させる。試料から約2.3m離れた位置に試料中心を取り囲むようにSi結晶アナライザーユニットが設置され、試料から散乱された中性子線のうちブラッグ反射条件に合うエネルギーの中性子線のみを反射し、試料位置近傍の上下に設置された中性子検出器に検出させる。約1micro eVの高エネルギー分解能を実現し、ナノ秒オーダーの原子・スピンの運動を測定する広い分野の研究成果が期待されている。最終検討を進めている装置仕様及び建設計画について報告する。
高橋 伸明; 柴田 薫; 中島 健次; 新井 正敏; 川北 至信*; 佐藤 卓*; 筑紫 格*; 中川 洋; 藤原 悟; Mezei, F.*; et al.
no journal, ,
J-PARC物質・生命科学実験施設(MLF)のBL02へ建設中のダイナミクス解析装置DNAは、結合型減速材を線源とし、線源から7.75mの位置に設置される高速ディスクチョッパーを用いてパルス整形することで、大強度かつ高分解能を狙ったSi結晶アナライザー背面反射型中性子非弾性散乱実験装置である。パルス整形は、高エネルギー分解能を得られる一方で、線源で発生する白色中性子ビームを切り出すことから、測定エネルギー範囲が制限される。本装置では、4か所スリットを設けたディスクを高速回転させることで生み出される複数のパルス整形された中性子ビームを用いて非弾性領域の測定を効率的に測定に用いる技術(RRM: Repetition Rate Multiplication)を同型の実験装置では世界で初めて実現する計画である。
柴田 薫; 高橋 伸明; 川北 至信; 中島 健次; 稲村 泰弘; 中谷 健; 相澤 一也; 曽山 和彦; 及川 健一; 吉田 登; et al.
no journal, ,
Si結晶アナライザー背面反射型分光器(DNA)は約1eVの高エネルギー分解能を実現し、生体関連物質の機能解明,高分子等のソフトマター物質,電池材料等の機能性材料の開発,磁性物質の研究等の幅広い研究分野で役立つことが期待されており、現在J-PARC物質・生命科学実験施設(MLF)に建設が進められている。装置概要は以下の通りである。結合型中性子源から発生する大強度の比較的時間幅の広い中性子ビーム(BL02ビームライン)を高性能スーパーミラーガイド管によって約42m下流の試料位置まで輸送する。途中複数のディスク・チョッパーによってそのパルスビームを整形、入射中性子波長範囲を調整する。試料から約2.3m離れた位置に試料中心を取り囲むように、アルミニウム製精密球面に貼り付けられたSi結晶ウエハによって、試料から散乱された中性子線のうちブラッグ反射条件に合うエネルギーの中性子線のみを反射し、試料近傍の上下に設置された位置敏感型中性子検出器に検出させる。装置建設の完成は、来年平成23年夏ごろを目標として、その後約半年間、コミッショニングを行い、平成24年4月以降供用運転を開始する予定である。
柴田 薫; 高橋 伸明; 川北 至信; 中島 健次; 神原 理; 稲村 泰弘; 中谷 健; 相澤 一也; 曽山 和彦; 及川 健一; et al.
no journal, ,
背面反射型Siアナライザー分光器DNAは、J-PARC物質・生命科学実験施設(MLF)結合型モデレータビームラインBL02に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型逆転配置飛行時間型分光器として、約1eVの高エネルギー分解能を実現し、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本格的に建設が進められている。研究成果の期待される分野としては、生体関連物質の機能解明,高分子等のソフトマター物質,電池材料,触媒材料等の機能性材料の開発,磁性物質等が検討されている。建設計画は平成21年度から3年間の予算で建設することが決定し現在(H22.11)ビームライン遮蔽体の設置中である。装置建設の完成は、平成23年6月頃を目標として、その後約半年間、コミッショニングを行い、平成24年4月以降供用運転を開始する予定である。
高橋 伸明; 柴田 薫; 川北 至信; 中島 健次; 稲村 泰弘; 中谷 健; 中川 洋; 藤原 悟; 佐藤 卓*; 筑紫 格*; et al.
no journal, ,
MLFのBL02へ建設中のダイナミクス解析装置DNAは、結合型減速材を線源とし、線源から7.75mの位置に設置される高速ディスクチョッパーを用いて入射中性子ビームをパルス整形することで、大強度かつ高エネルギー分解能を狙ったSi結晶アナライザー背面反射型装置である。パルス整形は、線源で発生する白色中性子ビームを線源付近においてごく短時間のみ切り出す手法であり、ある波長の中性子ビームの時間幅を狭くすることで高エネルギー分解能を得ることができる。また、切りだす時間幅を変えることでエネルギー分解能を可変に選択できるという利点がある。その一方で、切り出した時間幅を通りぬけることができる中性子のみを測定に用いるため、測定エネルギー範囲が制限されるという欠点がある。本装置では、パルス整形デバイスとして、複数のスリットを設けたディスクチョッパーを用い、パルス発生周期(J-PARCの場合25Hz)の何倍もの速度で、かつパルス発生周期と非同期に高速回転させる計画である。これにより生み出される複数のパルス整形された中性子ビームを用いて非弾性散乱領域を余すところなく効率的に測定する技術(RRM: Repetition Rate Multiplicationと呼んでいる)を同型の実験装置では世界で初めて実現する計画である。発表では、測定原理、チョッパー群の設計及びその指針を示し、パルス発生周期と非同期に回転させるチョッパーからいかに有益なデータを得ようと計画しているかについて述べ、議論したいと考えている。
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。
