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論文

SENJU; A New time-of-flight single-crystal neutron diffractometer at J-PARC

大原 高志; 鬼柳 亮嗣; 及川 健一; 金子 耕士; 川崎 卓郎; 田村 格良; 中尾 朗子*; 花島 隆泰*; 宗像 孝司*; 茂吉 武人*; et al.

Journal of Applied Crystallography, 49(1), p.120 - 127, 2016/02

 被引用回数:33 パーセンタイル:94.36(Chemistry, Multidisciplinary)

SENJU, a time-of-flight Laue-type single-crystal neutron diffractometer, was developed at the Materials and Life Science Experimental Facility (MLF) of the Japan Accelerator Research Complex (J-PARC). Molecular structure analysis of a sub-millimeter taurine crystal and magnetic structure analysis of a MnF$$_{2}$$ crystal were performed to evaluate its performance.

論文

Application of high-energy photon beam to industrial imaging based on positron annihilation

豊川 弘之*; 平出 哲也; 黒田 隆之助*; 鈴木 良一*; 大平 俊行*

Proceedings of 8th International Topical Meeting on Nuclear Applications and Utilization of Accelerators (AccApp '07) (CD-ROM), p.331 - 335, 2007/00

陽電子消滅を利用した工業製品の最新の非破壊透過診断技術を紹介する。この方法ではレーザー・コンプトン散乱により生成される、高エネルギーの$$gamma$$線ビームを用いている。強化コンクリートブロックを用いた実験結果は、この手法が金属を含むような工業製品の非破壊検査方法として優れていることを示している。断層画像診断への利用も行い、試料の断面画像を得ることにも成功した。手法の主な特徴は、直線性に優れたレーザー・コンプトン散乱により生成される高エネルギーの$$gamma$$線ビームを試料に入射し、後方に設置した検出器でこのビームの減衰を計測し、試料横方向から試料内部で電子対生成によって形成された陽電子の消滅$$gamma$$線の試料内部での減衰を計測する。これを試料をステージうえで移動,回転させ、データを蓄積,解析することで試料を取り囲んだ検出器でないと得られなかったPET(陽電子放出断層)画像を得ることができる。また、この手法により構造物内部の特定部位の陽電子消滅法の適用が可能となり、構造物内部の金属などの欠陥評価等への利用が期待される。

報告書

アスファルト固化処理施設の火災・爆発事故に係る解析・評価成果報告書

黒田 能克*; 仲嶋 淳*; 緒方 潤司*; 中村 純一*; 浅田 和雄*; 林 哲也*; 小幡 祐司*

PNC TJ8216 98-006, 499 Pages, 1998/03

PNC-TJ8216-98-006.pdf:21.19MB

アスファルト固化処理施設事故における火災・爆発の現象解析及び放射性物質放出量評価を行うことにより、事故の原因究明、推移の把握及び今後の安全対策の検討に資する。アスファルト固化処理施設内の現場調査結果等(構築物、建屋の破損情況、部屋の散乱情況、すすの付着情況、残留物の性状等)と事故の原因、推移を定量的に結び付けていくために、火災・爆発の現象解析を実施した。また、事故の推移の集約として、火災・爆発の現象解析を踏まえた放射性物質の環境への放出量の検討を行った。

報告書

HIP法により作製された分散強化銅/ステンレス鋼接合材の接合特性評価

金成 守康*; 秦野 歳久; 佐藤 聡; 古谷 一幸; 黒田 敏公*; 榎枝 幹男; 阿部 哲也; 高津 英幸

JAERI-Research 98-004, 25 Pages, 1998/02

JAERI-Research-98-004.pdf:3.12MB

3種類の接合温度(1253K,1303K,1323K)で作製されたHIP(高温静水圧法)接合材について、とくに接合界面近傍(数百$$mu$$mの範囲)のSEM観察、EPMA分析、微小硬さ試験を行うことによりSS材に対するDS-Cu材の接合性を比較評価した。その結果、3種類の接合材の中で、1323Kの温度で接合したHIP材が、ボイドを生成しない、接合界面以外では著しい機械的性質の変化がない等、接合材の健全性確保の観点から、最も良好な接合特性を示した。

口頭

パルス中性子単結晶構造解析装置SENJUの校正と精度

鬼柳 亮嗣; 野田 幸男*; 大原 高志; 川崎 卓郎; 及川 健一; 金子 耕士; 田村 格良; 花島 隆泰*; 茂吉 武人*; 中尾 朗子*; et al.

no journal, , 

J-PARC-MLF-BL18に建設されたSENJUは、無機物や低分子化合物単結晶の結晶/磁気構造解析装置である。平成25年度4月に全検出器37台の設置が完了し、それに合わせ全検出器の空間位置等、装置パラメータの精密な決定を行った。決定するパラメータ間には相関があり、1つの手法で一意に決定することができないため、様々な測定によりパラメータの決定を行った。得られたパラメータを用いて計算した格子定数の精度は0.1%程度であり、十分実用に耐えるものである。発表では、パラメータ決定の具体的な手法と現在のSENJUの格子定数精度の詳細を紹介する。

口頭

Current status of an extreme environment single crystal neutron diffractometer SENJU at J-PARC

大原 高志; 鬼柳 亮嗣; 金子 耕士; 田村 格良; 中尾 朗子*; 花島 隆泰*; 宗像 孝司*; 茂吉 武人*; 黒田 哲也*; 及川 健一; et al.

no journal, , 

SENJU, a TOF-Laue single crystal neutron diffractometer at the BL18 of MLF/J-PARC, was designed for precise crystal and magnetic structure analyses under multiple extreme environments such as low-temperature, high-pressure and high-magnetic field, and also capable of taking diffraction measurements of small single crystals, less than 1.0 mm$$^{3}$$ in volume. Just after the launch of SENJU in March 2012, we newly installed and/or upgraded some sample environment devices. SENJU has a vacuum sample chamber and 37 two-dimensional scintillation detectors. Wavelength of incident neutron is 0.3 - 4.4 A; for the 1st frame and 4.6 - 8.8 A; for the 2nd frame. As sample environment devices, 4 K cryostat with 2-axes goniometer, longitudinal magnet, high-pressure cell, high temperature furnace and other devices are available or in commissioning. In this presentation, we will show the current status of sample environment devices for SENJU such as cryostat, magnet and other devices.

口頭

Current status of extreme environment single crystal neutron diffractometer SENJU, and latest news from JRR-3

金子 耕士; 大原 高志; 鬼柳 亮嗣; 川崎 卓郎; 及川 健一; 田村 格良; 山内 康弘; 花島 隆泰*; 茂吉 武人*; 中尾 朗子*; et al.

no journal, , 

The TOF-Laue single crystal neutron diffractometer, SENJU installed at BL18 in MLF, J-PARC aims at structural studies in extreme sample environments. The instrument is equipped with 36 two-dimensional scintillation detectors arranged cylindrically around the demountable sample chamber, and one additional detector beneath the sample. The standard sample environment in SENJU is standard 4 K CCR, in which the fixed-$${chi}$$ two-axes goniometers driven by piezo-based motors are attached to the cold finger. This enables us to rotate a sample without moving the cryostat, which helps to reduce background. Since the first beam in 2012, several improvements were achieved, and the system can be steadily used in user programs. In addition to the 4 K CCR, other apparatuses including superconducting magnet were tested and used in the experiment. I will present representative data taken on SENJU, and latest news from the research reactor JRR-3.

口頭

Current status of a TOF-Laue single crystal neutron diffractometer SENJU

大原 高志; 鬼柳 亮嗣; 中尾 朗子*; 花島 隆泰*; 宗像 孝司*; 茂吉 武人*; 黒田 哲也*; 金子 耕士; 田村 格良; 及川 健一; et al.

no journal, , 

SENJU, a TOF-Laue single crystal neutron diffractometer at the BL18 of MLF/J-PARC, was designed for precise crystal and magnetic structure analyses under multiple extreme environments such as low-temperature, high-pressure and high-magnetic field, and also capable of taking diffraction measurements of small single crystals. The most popular sample environment device on SENJU is the 4 K cryostat with a fixed-chi type 2-axes goniometer. We adopted piezo-rotators to rotate the sample crystal under vacuumed and cryo conditions. The 2-axes goniometer works stably even at 4 K and the time for cooling was 4.5 hours. A longitudinal magnet was recently installed on SENJU. The lowest temperature was 1.42 K and the maximum magnetic field was 6.85 T. A test diffraction measurement of a CeCoGe3 single crystal under 1.5 K and 0.5 T showed that Bragg reflections from the sample was clearly observed and the Bragg peaks of the sample crystal were much higher than the peaks from the magnet itself.

口頭

励起状態プロトン移動を示す有機発光材料2-(2'-hydroxyphenyl)benzimidazoleの単結晶中性子構造解析

大原 高志; 鬼柳 亮嗣; 花島 隆泰*; 茂吉 武人*; 中尾 朗子*; 宗像 孝司*; 黒田 哲也*

no journal, , 

分子内にN-H...O水素結合を持つ発色分子2-(2'-hydroxyphenyl)benzimidazol (HPBI)は可視光の照射によって励起状態プロトン移動(ESIPT)を伴う構造変化を起こすとともに、結晶状態では温度変化によってもプロトン移動由来と考えられる発光特性の変化を示すため、新規蛍光プローブやレーザー素子といった有機光機能性材料として注目されている。本研究では結晶状態特有の性質である温度変化によるプロトン移動を構造学的に確認するため、4Kおよび室温におけるHPBIの単結晶中性子構造解析をSENJUを用いて行った。構造精密化の結果、水素原子を含む全ての原子の座標および異方性温度因子を束縛条件なしで精密化することができた。N-H...O水素結合に注目したところ、室温では4Kに比べてわずかではあるがN-Hの伸長とH...Oの収縮が観測された。

口頭

Development of a cryostat for photo-crystallography on a TOF single crystal diffractometer SENJU

大原 高志; 花島 隆泰*; 宗像 孝司*; 茂吉 武人*; 鬼柳 亮嗣; 中尾 朗子*; 黒田 哲也*

no journal, , 

Photo-induced crystalline-state properties such as light-emission and magnetism of organic molecular crystals have been actively investigated because they can derive new photo-functional organic materials. In this research, we developed a new closed-cycle cryostat with 2-axes goniometer in which visible white light can be induced to carry out an in-situ single crystal neutron structure analysis of a photo-induced species in a single crystal on SENJU, a TOF-Laue single crystal diffractometer at MLF/J-PARC.

口頭

特殊環境中性子単結晶構造解析装置SENJUの性能

鬼柳 亮嗣; 大原 高志; 中尾 朗子*; 花島 隆泰*; 宗像 孝司*; 茂吉 武人*; 黒田 哲也*; 田村 格良; 及川 健一; 金子 耕士; et al.

no journal, , 

J-PARC・MLFのBL18に設置されたTOF-Laue型単結晶中性子回折装置SENJUは、2012年にビームを受け入れ始め、現在共用装置としてユーザー実験が行なわれている。本装置は、無機物や低分子性物質、磁性体等を主な対象とし、特殊環境下での精密な構造解析を目的として開発された。特に、MLFの特徴である大強度の中性子を利用した微小単結晶での測定や、広い逆空間の効率的な測定を行うことが可能である。主要な試料環境装置である4K冷凍機は低温で駆動可能な2軸ゴニオメータを持っており、冷凍機本体を動かすことなく、また試料を取り出すことなく、低温下で試料を回転し方位を変更することができる。最大7Tの磁場を発生することのできる超電導マグネットでは、磁気散乱の測定に重要となる低波数領域(長波長領域: 4.4${AA}$ - 8.8${AA}$)にマグネット由来となるブラッグ反射が存在せず、また希釈冷凍機との組み合わせにより約40mKまでの冷却も可能である。測定されたデータに対しては、独自に開発された解析ソフトウェアSTARGazerを用いて可視化、方位決定、積分強度計算を行い、得られる指数と構造因子から外部ソフトを用いて構造解析を行っている。

口頭

単結晶中性子回折計SENJUにおけるin situ光照射冷凍機の開発

大原 高志; 花島 隆泰*; 宗像 孝司*; 茂吉 武人*; 鬼柳 亮嗣; 中尾 朗子*; 黒田 哲也*

no journal, , 

本研究では、SENJUにおいてin situ光照射下での構造解析を低温環境下で実現するためのクローズドサイクル冷凍機の開発を行った。この冷凍機ではキセノン光源からの光は真空フィードスルー付きライトガイドを通って真空槽内の試料に照射される。試料はピエゾ回転子によって2軸で回転できるため、構造解析に必要な回折点のほとんどを測定することが可能である。また、試料近傍のライトガイド先端部はスーパーインシュレーターで断熱し、ライトガイドを介した熱の流入を抑えた。試料位置の温度は光源OFFで8Kなのに対し、400nmのバンドパスフィルター付きでの光照射で11K、420nmのロングカットフィルター付きで18K、フィルターなしでの光照射で66Kとなった。

口頭

Recent advances of a single crystal neutron diffractometer SENJU at J-PARC

大原 高志; 鬼柳 亮嗣; 中尾 朗子*; 宗像 孝司*; 茂吉 武人*; 森山 健太郎*; 花島 隆泰*; 黒田 哲也*

no journal, , 

Single-crystal neutron diffraction is one of the most fundamental and powerful techniques to determine the arrangement of light elements and magnetic moments in crystalline materials with high accuracy and reliability. We constructed a TOF-Laue single crystal neutron diffractometer, SENJU, at the BL18 of MLF/J-PARC, for precise crystal and magnetic structure analyses. In this presentation, we will show some recent scientific achievements and instrument advances of SENJU.

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