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論文

Design of neutron beamline for fundamental physics at J-PARC BL05

三島 賢二*; 猪野 隆*; 酒井 健二; 篠原 武尚; 広田 克也*; 池田 一昭*; 佐藤 広海*; 大竹 淑恵*; 大森 整*; 武藤 豪*; et al.

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 600, p.342 - 345, 2009/02

 被引用回数:17 パーセンタイル:18.39(Instruments & Instrumentation)

J-PARC、物質$$cdot$$生命科学実験施設(MLF)のBL05ポートに基礎物理実験のための新しいビームラインを建設している。このビームラインは中性子光学の高度な技術を駆使して設計されており、NOP(Neutron Optics and Physics)と名づけられている。中性子モデレータから供給される中性子ビームは、マルチチャンネルのスーパーミラーで曲げられ、低発散, 高強度, 高偏極という3本の特徴あるビームブランチに分岐された後、実験エリアに引き出され、中性子干渉, 散乱, 崩壊という基礎物理実験に各々利用される。本研究では、モンテカルロシミュレーションコードである"PHITS"を使って中性子光学素子構成及び遮蔽設計の最適化を実施し、低発散ブランチで$$9.2 times 10^5/$$cm$$^2/mu$$str$$/$$s$$/$$MW、高強度ブランチで$$1.2 times 10^9/$$cm$$^2/$$s$$/$$MW、高偏極ブランチではビーム偏極率99.8%を保った状態で$$4.0 times 10^8/$$cm$$^2/$$s$$/$$MWのビーム強度を得ることができるという評価結果を得た。

論文

Effects of hydrogen peroxide on corrosion of stainless steel, 6; Effects of hydrogen peroxide and oxygen on anodic polarization properties of stainless steel in high temperature pure water

内田 俊介*; 森島 祐介*; 廣瀬 達也*; 宮澤 孝裕*; 佐藤 智徳; 佐藤 義之*; 和田 陽一*

Journal of Nuclear Science and Technology, 44(5), p.758 - 766, 2007/05

 被引用回数:5 パーセンタイル:56.65(Nuclear Science & Technology)

過酸化水素及び酸素の腐食電位(ECP)及び周波数依存複素インピーダンス(FDCI)の差異を評価するため、Pt擬似参照電極を用いた分極特性測定系を構築し、高温純水中でのステンレス鋼の分極特性を測定した。その結果、過酸化水素雰囲気では、カソードだけではなく、アノード分極電流も濃度依存性を有し、濃度とともに電流値が増大していくことが確認された。また、ECPの濃度依存性に関して、酸素では、カソード電流の酸素濃度依存性によりECPが変化するが、過酸化水素雰囲気では、アノードの濃度依存性とカソードの濃度依存性の両方が寄与するため、比較的低濃度から、一定値を維持することが確認された。

論文

Effects of hydrogen peroxide and oxygen on polarization curves of stainless steel in high temperature pure water

佐藤 智徳; 内田 俊介; 塚田 隆; 森島 祐介*; 宮澤 孝裕*; 佐藤 義之*

Proceedings of International Conference on Water Chemistry of Nuclear Reactor Systems 2006 (CD-ROM), 6 Pages, 2006/10

過酸化水素及び酸素の腐食電位(ECP)及び周波数依存複素インピーダンス(FDCI)の過酸化水素及び酸素濃度依存性のより詳細な評価のため、酸素もしくは過酸化水素を含む高温純水中におけるステンレス鋼の分極特性を測定した。純水は非常に電気抵抗が高く、この抵抗による電極間での電圧降下が試験に影響する。本研究では、ステンレス鋼試験片のごく近傍に擬似参照電極を設置することで、測定時に電流の流れる経路を小さくし、電位効果の影響を低減させた。この実験結果より、酸素雰囲気では、従来より言われているように、アノード分極は変化しないことが確認されたが、一方で過酸化水素雰囲気ではカソード電流とアノード電流の両方が濃度依存性を示した。これはアノード電流への過酸化水素の酸化反応の寄与によるものであることが推察された。また、過酸化水素雰囲気でのECP応答の濃度依存性がアノードとカソードの濃度依存性によるものであることが確認された。

論文

Effects of hydrogen peroxide and oxygen on corrosion of stainless steel in high temperature water

内田 俊介*; 佐藤 智徳; 森島 祐介*; 廣瀬 達也*; 宮澤 孝裕*; 柿沼 永郎*; 佐藤 義之*; 臼井 直志*; 和田 陽一*

Proceedings of 12th International Conference on Environmental Degradation of Materials in Nuclear Power Systems-Water Reactors (CD-ROM), p.19 - 29, 2005/00

沸騰水型原子炉(BWR)の冷却水には水の放射線分解により生成した過酸化水素と酸素が混在していることが指摘されているが、ステンレス鋼の腐食や応力腐食割れに及ぼす過酸化水素の影響に関するデータは少ない。本研究では、過酸化水素及び酸素を含む、BWRを模擬する高温高圧水に浸漬されたステンレス鋼の静的,動的挙動を周波数依存複素インピーダンス(FDCI)及び腐食電位(ECP)測定により評価した。試験片の表面被膜の多元分析(LRS, SIMS, XPS, 接触電気抵抗測定など)を実施した。その結果、以下が確認された。(1)BWRの通常水質(NWC)が100pp H$$_{2}$$O$$_{2}$$により模擬され、水素注入(HWC)は10ppb H$$_{2}$$O$$_{2}$$により模擬できる。(2)HWC下でのECPはNWCと同様に高いが、酸化被膜の溶解はNWCより大変小さい。(3)NWCとHWCの同レベルのECPは被膜の電気抵抗と溶解の複合効果による。(4)100ppbH$$_{2}$$O$$_{2}$$に浸漬された試験片の明らかな質量減少が得られた。これらより、BWRの1次冷却水の腐食環境が過酸化水素により決定され、その評価指標がECPだけでは不十分であることが確認された。

論文

Feasibility study on application of a magnetic neutron lens to SANS experiments

奥 隆之; 鈴木 淳市; 笹尾 一*; 安達 智宏*; 篠原 武尚*; 池田 一昭*; 森嶋 隆裕*; 酒井 健二*; 鬼柳 善明*; 古坂 道弘*; et al.

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 529(1-3), p.116 - 119, 2004/08

 被引用回数:18 パーセンタイル:21.18(Instruments & Instrumentation)

中性子の磁気モーメントと磁場との相互作用を利用することにより、中性子の吸収や散乱を受けることなく、中性子ビームを制御することができる。六極磁場は、中性子に対してレンズとして機能する。中性子は、そのスピンが磁場と平行な場合、六極磁場により集光され、反平行な場合は発散される。六極磁場のレンズ機能は、過去に6ピース型の永久六極磁石を用いて実験的に検証された。しかし、実際の中性子散乱実験に用いるためには、20mm$$phi$$程度以上の大きな口径と十分な中性子集光能力を兼ね備えた六極磁石を開発する必要がある。そこで、現在、われわれは実用レベルの六極磁石として、超伝導六極電磁石,Halbach型六極永久磁石,パルス型六極電磁石の開発を行っている。今回、現在開発中の各六極磁石の性能と中性子散乱実験への応用方法について議論する。

口頭

JRR-3での中性子ベータ崩壊実験(NBD)について; ベータ崩壊イベントの測定

山田 悟; 三島 賢二*; 佐藤 広海*; 広田 克也*; 篠原 武尚*; 森嶋 隆裕*; 大野 雅史*; 奥 隆之; 鈴木 淳市; 清水 裕彦*

no journal, , 

本研究は中性子のベータ崩壊で発生する陽子のエネルギースペクトルを精密に測定することにより素粒子標準理論の3世代クォーク間の混合を記述する小林-益川行列の行列要素$$V_{ud}$$を導出し、小林-益川行列のユニタリティ($$|V_{ud}|^{2}+|V_{us}|^{2}+|V_{ub}|^{2}=1$$)の検証を行うことを目標としている。今回はその前段階の実験としての常温の検出器を用いた中性子のベータ崩壊イベント測定について発表を行う。この実験では、ベータ崩壊陽子検出器としてチャネル電子増倍管を、ベータ崩壊電子検出器としてプラスチックシンチレータを用いて、2つの検出器のイベントの時間差を測定することでベータ崩壊イベントの抽出を行った。これはベータ崩壊電子に比べて陽子の速度が遅いため、崩壊場所から検出器までの両者の飛行時間に測定可能な差が生じることを利用している。この手法によりJRR-3の熱中性子ビームラインからの中性子ベータ崩壊イベントの検出に成功した。

口頭

4重極磁石を用いた高偏極中性子ビームの生成と基礎物理への応用

山田 悟; 奥 隆之; 三島 賢二*; 佐藤 広海*; 広田 克也*; 森嶋 隆裕*; 大野 雅史*; 篠原 武尚; 鈴木 淳市; 清水 裕彦*

no journal, , 

原子炉や核破砕中性子源から発生する低エネルギー中性子($$sim$$meV)を偏極させたビームは、基礎物理においては中性子ベータ崩壊におけるスピンと相関を持つ項の係数測定などに広く用いられている。現在主として使われている中性子ビームの偏極法には中性子磁気ミラーを用いたものや、$$^3$$Heフィルターを用いるものがある。これらは中性子ビームを物質に通して、物質と中性子との相互作用を利用して偏極させる方法であるため、偏極子による中性子の吸収や散乱によるビーム強度の減少という問題点がある。今回発表する偏極法は、4極磁場を用いた手法であり、ビームのスピン成分を運動学的に分離することにより原理的には100%近い高偏極度を達成することが可能である。われわれは永久磁石を用いたHalbach型4極磁石を開発し、日本原子力研究開発機構3号炉の冷中性子ビームライン(C3-1-2 NOP)において実際に4極磁石を用いた中性子ビームの偏極度測定を行い99%台後半の偏極度を得た。

口頭

J-PARC/MLFの中性子実験装置ソフトウェア開発

中谷 健; 稲村 泰弘; 伊藤 崇芳; 梶本 亮一; 青柳 哲雄; 大原 高志; 大友 季哉*; 安 芳次*; 鈴木 次郎*; 森嶋 隆裕*; et al.

no journal, , 

大強度陽子加速器施設(J-PARC)の物質・生命科学実験施設(MLF)では2008年5月より中性子散乱実験装置のコミッショニングが始まり、同時にデータ集積ソフトウェアや解析ソフトウェアのコミッショニングも進められている。実験ユーザーはこれらのソフトウェアをわれわれが開発したソフトウェアフレームワークを通して利用する。ソフトウェアフレームワークはオブジェクト指向型スクリプト言語であるPythonをベースに開発され、実験制御やデータ解析を行うさまざまなソフトウェアモジュールを組み込むことにより、測定から解析,可視化までをシームレスに行うことが可能なシステムとなっている。本発表ではこのソフトウェアの製作過程と現在の状況について報告する。

口頭

MLF計算環境ソフトウェアフレームワークの現状と今後の計画

中谷 健; 稲村 泰弘; 伊藤 崇芳; 梶本 亮一; Harjo, S.; 新井 正敏; 大原 高志; 中川 洋; 青柳 哲雄; 大友 季哉*; et al.

no journal, , 

平成18年度から20年度にかけてJ-PARC/MLF設置の中性子/ミュオン実験装置の基盤ソフトウェアとなるMLF計算環境ソフトウェアフレームワークを開発した。本ソフトウェアフレームワークは現在4次元空間中性子探査装置(BL01)、茨城県生命物質構造解析装置(BL03)、冷中性子ディスクチョッパー型分光器(BL14)、工学材料回折装置(BL19)、高強度汎用全散乱装置(BL21)の5台の実験装置で使用されている。現状のソフトウェアフレームワークには、実験制御、データ解析・可視化、認証の各機能が実装されている。また、今年度から新たにデータベース機能をソフトウェアフレームワークへ実装するための開発が開始する予定である。本発表では、MLF計算環境ソフトウェアフレームワークに現在実装されている各機能と2009年度から実装される機能についての詳細を述べる。

口頭

JT-60SAのプラズマ計測装置開発

久保 博孝; 伊丹 潔; 千葉 真一; 福本 正勝; 濱野 隆; 波多江 仰紀; 諫山 明彦; 今澤 良太; 神谷 健作; 河野 康則; et al.

no journal, , 

JT-60SAでは、プラズマ計測は、トカマク装置の運転及び安全に加え、プラズマの評価、物理研究、実時間制御に欠くことができない。JT-60SAの計測装置にはできる限りJT-60Uで使用されていた計測装置の構成部品を再利用するが、長パルス高加熱を伴う新たな超伝導トカマク装置に適応するために、また新たな研究の必要性を満たすために、開発が必要である。特に、対物光学系などプラズマ近傍の構成部品の多くは再設計しなければならない。ここでは、JT-60SAのプラズマ計測装置の開発状況について発表する。

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