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Fe(
, n)
Fe reaction with a linearly polarized -ray beam早川 岳人; 静間 俊行; 宮本 修治*; 天野 将*; 武元 亮頼*; 山口 将志*; 堀川 賢*; 秋宗 秀俊*; 千葉 敏*; 緒方 一介*; et al.
Physical Review C, 93(4), p.044313_1 - 044313_4, 2016/04
被引用回数：7 パーセンタイル：48.93(Physics, Nuclear)ニュースバル放射光施設で、直線偏光したレーザーコンプトン散乱線を用いてFe(, n)Fe反応から放出された中性子の角度分布の非対称性を計測した。ビーム軸に対して90
の角度における、線の直線偏光面と検出器の間の方位角
に関する中性子の強度の角度分布を計測した。7つの角度で計測された中性子の強度は、理論的に予言された関数
+
cos(2)でよく再現された。
, n) reactions with linearly polarized -ray beam generated by laser Compton scattering堀川 賢*; 宮本 修治*; 望月 孝晏*; 天野 壮*; Li, D.*; 今崎 一夫*; 井澤 靖和*; 緒方 一介*; 千葉 敏*; 早川 岳人
Physics Letters B, 737, p.109 - 113, 2014/10
被引用回数：18 パーセンタイル：74.49(Astronomy & Astrophysics)1950年代に、100%直線偏光した線の(,n)反応による中性子の角度分布は非対称であり、ビーム軸に対して90度の角度では、a+b sin
の関数で記述できることが予言されていたが、半世紀以上にわたり中重核に対して実験的には検証されていなかった。われわれはNewSUBARUで直線偏光したレーザーコンプトン散乱線を用いて、
Au, 
IとナチュラルのCuに対して、理論的に予言された角度分布を検証した。
國丸 貴紀; 見掛 信一郎; 西尾 和久; 鶴田 忠彦; 松岡 稔幸; 石橋 正祐紀; 上野 孝志; 徳安 真吾; 大丸 修二; 竹内 竜史; et al.
JAEA-Review 2012-020, 178 Pages, 2012/06
JAEA-Review-2012-020.pdf:33.16MB
日本原子力研究開発機構東濃地科学センターでは、「地層処分技術に関する研究開発」のうち深地層の科学的研究(地層科学研究)の一環として、結晶質岩(花崗岩)を対象とした超深地層研究所計画を進めている。本計画は、「第1段階; 地表からの調査予測研究段階」、「第2段階; 研究坑道の掘削を伴う研究段階」、「第3段階; 研究坑道を利用した研究段階」の3段階からなり、2010年度は、第2段階である「研究坑道の掘削を伴う研究段階」を進めるとともに、第3段階(研究坑道を利用した研究段階)の調査研究を開始した。本報告書は、2002年2月に改訂した「超深地層研究所地層科学研究基本計画」に基づき、超深地層研究所計画の第2段階「研究坑道の掘削を伴う研究段階」及び第3段階(研究坑道を利用した研究段階)における2010年度に実施した(1)調査研究、(2)施設建設、(3)共同研究等の成果を取りまとめたものである。
五十嵐 誉廣; 尾形 修司*; 塚田 隆
Proceedings of 3rd International Conference on Multiscale Materials Modeling, p.179 - 182, 2006/09
材料の破壊・損傷などの諸現象は、さまざまなサイズにおける材料の化学的・機械的特性の変化や、環境の効果などが複雑に影響を及ぼし合う現象であるため、各種の実験解析から得られた結果を総合的に考慮する必要がある。しかし、実験解析で取り扱えるサイズには限界があること、そして実験では短い時間スケールの動的振る舞いを追うことが難しいことから、破壊・損傷現象の素過程を追うための解析手法として計算機解析が注目されている。計算機を用いた連続体-原子マルチスケール手法は、計算精度を保ちつつ解析時間の削減が可能であるため、ナノ
サブミクロンサイズの材料に関する諸物理現象の素過程を解析するための適切な手法の一つである。本研究では、新しいマルチスケール手法である、高速粗視化粒子-分子動力学ハイブリッドシミュレーション法の開発を行い、開発したハイブリッドシミュレーション法を用いて
-Fe系のシミュレーション解析を行った。原子ポテンシャルはFeとCuを扱うことができるAcklandポテンシャルを採用した。特に粒界を含むFe系に対し応力が作用したときのFe原子の振る舞いについて、原子論的な視点から議論を行う。
五十嵐 誉廣; 尾形 修司*
物性研究, 86(1), p.1 - 36, 2006/04
大規模系に対する解析手法として、粗視化粒子/分子動力学ハイブリッド法の開発を行った。粗視化粒子法では、原子の情報を統計平均を取ることで粗視化点にくりこみ粗視化点の剛性マトリクスを得る。粗視化粒子法の変換には近似が含まれておらず第一原理的に剛性マトリクスを得ることができるので、他の粗視化法と比較して精度が良いという特徴を持つ。本研究ではオリジナルの粗視化粒子法に含まれる計算コスト,系の平行移動,系の回転の問題を解決し、応用性を高めた修正粗視化粒子法の開発を行い、計算精度の検証を行った。次に修正粗視化粒子法と古典分子動力学法を接続した粗視化粒子/分子動力学ハイブリッド法の開発を行った。接続にはbuffered-cluster法を用い、粗視化比率の変化部位については修正粗視化粒子法を各領域について適用する手法を採用した。最後に、粗視化粒子/分子動力学ハイブリッド法を用いた応用例として、アルゴン薄板系の弾性波伝播解析と鉄系の構造解析を行った。本研究で得られたこれらの結果と古典分子動力学法の結果を比較検討し、粗視化粒子/分子動力学ハイブリッド法の有用性を議論する。
五十嵐 誉廣; 尾形 修司*
日本機械学会誌, 108(1043), p.812 - 814, 2005/10
分子動力学法に代表される計算機解析は原子レベルから短い時間スケールで事象を解析することが可能であるため、材料科学分野においてミクロレベルの機構を解明するための手法として大いに期待されている。原子間相互作用を表すためのさまざまな手法も提案されており、電子論を含めた詳細解析が可能な第一原理計算、ある程度電子論を含みながらも比較的大きな系を扱うことができる強結合理論,電子論を考えず原子間相互作用を適切な関数系に模擬することで扱える系のサイズを拡大することが可能な古典ポテンシャルなどを使い分けることができるため、計算機解析は非常に汎用性の高い手法といえる。しかし、最も計算コストの少ない古典分子動力学法を用いたとしても、現在の計算機で扱える最大自由度は10億程度であり、現実と比較可能な大きさの系を取り扱うことは難しい。本解説では、原子レベルの情報を残しつつ計算コストを削減するための手法である擬連続体法と粗視化粒子法を紹介する。幾つかの解析例からそれぞれの粗視化手法を用いる有用性について議論する。
小瀧 秀行; 中島 一久*; 神門 正城*; 出羽 英紀*; 近藤 修司; 酒井 文雄*; 渡部 貴宏*; 上田 徹*; 中西 弘*; 吉井 康司*; et al.
Inst. Phys. Conf. Ser., (159), p.565 - 567, 1999/00
極短パルスX線は、物理、化学、医学等さまざまな分野での応用が考えられており、世界中で研究が行われている。250mJのTi:SapphireレーザーとPhotocathode RF-Gunからの20MeVの電子ビームを使い、後方トムソン散乱による極短パルスX線発生の実験を行った。Photocathode RF-Gunからの電子ビームを、バンチ圧縮シケインを使ってバンチ圧縮し、それにより、lnC,500fsの電子ビームの発生に成功した。サブピコ秒の電子ビームとTi:Sapphireレーザーとを用いて、後方トムソン散乱によりサブピコ秒のX線を発生させた。レーザーと電子ビームの衝突のタイミングや、衝突点でのレーザーのポジションを変化させ電子ビームをレーザーでスキャンし、X線シグナルの測定を行い、後方トムソン散乱によるX線であることを確認した。
神門 正城; 小瀧 秀行; 出羽 英紀; 近藤 修司; 吉井 康司*; 上田 徹*; 渡部 貴宏*; 上坂 充*; 酒井 文雄*; 小方 厚*; et al.
Proceedings of 24th Linear Accelerator Meeting in Japan, p.128 - 130, 1999/00
レーザー航跡場加速実験のための高品質電子ビーム源として1.6セルフォトカソード高周波電子銃(以下、RFガン)の開発を進め、東京大学大学院工学系研究科附属原子力工学研究施設において1997年8月よりRFガンの性能試験を行ってきた。本年3月にフォトカスケード照射用のレーザーシステムが更新され、レーザーのエネルギー安定度が格段に向上し、それに伴い電子ビームの電荷量の安定度が従来の720%(rms)から1%(rms)に向上した。また、レーザーパルス長も20ps(FWHM)から6ps(FWHM)に短縮化され、電子ビームのパルス長も短縮化された。また、レーザーエネルギー安定化に伴い、銅カソードの量子効率がRFエージングと真空度に関連して変化する現象を観測した。真空度を10
程度まで向上することで、量子効率は1.4
10
まで増加し、2.7nC/bunchの電子ビームを確認した。レーザーシステムの更新により、低エミッタンス,短バンチの高輝度電子パルスを安定に発生できことが可能になった。
中島 一久; 中西 弘*; 小方 厚*; 原野 英樹*; 上田 徹*; 上坂 充*; 渡部 貴宏*; 吉井 康司*; 出羽 英紀; 細貝 知直; et al.
Proceedings of 6th European Particle Accelerator Conference (EPAC98) (CD-ROM), p.809 - 811, 1998/01
光量子科学センターレーザー加速研究グループは高エネルギー加速器研究機構、東京大学原子力工学施設と共同でテーブルトップテラワットレーザーを用いたレーザー航跡場加速実験を実施し、17MeVの電子ライナックからのビームをピーク出力2TWパルス幅90fsのレーザーパルスによる航跡場において200MeV以上まで加速することに成功した。またこれを裏付ける航跡場の直接測定矢レーザーパルスの自己チャネリングの観測にも成功しており加速実験結果と良い一致を示している。さらにレーザー加速実験の高度化のためのフォトカソード電子銃を用いた高品質電子源の開発、高精度エネルギー測定のためのエマルジョン検出器を用いたスペクトロメーターの開発、高強度レーザーパルスの長距離伝播のためのキャピラリー放電プラズマ導波路の開発についても述べ、今後のレーザー加速実験計画について発表する。
出羽 英紀*; H.Ahn*; 原野 英樹*; 神門 正成*; 木下 健一*; 近藤 修司; 小瀧 秀行; 中島 一久*; 中西 弘*; 小方 厚*; et al.
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 410(3), p.357 - 363, 1998/00
被引用回数：40 パーセンタイル：92.81(Instruments & Instrumentation)17MeV電子線形加速器と2TW、90fsレーザーパルスを同期させ、プラズマ中でレーザー航跡場加速実験を行い、100MeVを越える加速電子を観測した。レーザーのスポットサイズの測定を行いレーザーのチャネリングを確認した。周波数領域干渉計によってプラズマの電子密度揺動を測定し、加速実験の結果と矛盾しない結果を得た。
小瀧 秀行; 中島 一久*; 神門 正城*; H.Ahn*; 出羽 英紀*; 近藤 修司; 酒井 文雄*; 渡部 貴宏*; 上田 徹*; 中西 弘*; et al.
Proc. of 11th Symp. on Accelerator Sci. and Technol., p.449 - 451, 1997/00
短パルスのX線は、物理、化学、医療等、様々な分野への応用が考えられている。このトムソン散乱は、短パルスのX線の発生方法の1つである。90°トムソン散乱の場合、発生するX線のパルスは、電子ビームのサイズに依存し、電子ビームのサイズが小さいほど、短パルスのX線が発生する。2TWのT
レーザーと17MeVの電子ビームを用いて、トムソン散乱によるX線の発生の実験を行った。X線のディテクタとして、シンチレータとX線ストリークカメラを用いた。シンチレータによるX線のシグナルは、ただ1つのタイミングにおいてのみあらわれた。次に、X線ストリークカメラによっての測定を試みた。しかし、X線をフォーカスしていなかったため、X線ストリークカメラに入るフォトン数が少なく、測定することができなかった。今後、パルス圧縮した電子ビームとレーザーとを正面衝突させることによるX線発生を計画している。これには、(1)タイミングジッターによる影響を減少させられる、(2)発生するX線のエネルギーが電子ビームとレーザーのエネルギーによって決定される、(3)X線のパルス幅が電子ビームのパルス幅によって決定されるという利点がある。
酒井 文雄*; 小瀧 秀行; 中島 一久*; 神門 正城*; 近藤 修司; 出羽 英紀*; 渡部 貴宏*; 上田 徹*; 吉井 康司*; 木下 健一*; et al.
Proc. of 11th Symp. on Accelerator Sci. and Technol., p.473 - 475, 1997/00
コンパクトな加速器としてレーザ加速器が注目されており、原研、KEK、東大の共同研究において、加速実験が行われている。効率的な電子加速を行うためには、単パルス、低エミッタンスの電子源が必要であり、低エミッタンスの電子源としてRFフォトカソードガンを導入した。本ガンはBNL/KEK/SHIの共同研究により開発した物で、50Hzの高繰り返しを目的に開発された物である。今回は、予備実験として、繰り返し10HzにてRFフォトカソードガンの特性を取得した。実験の結果、電荷1nC、パルス幅5ns、エミッタンス2
mm・mrad(水平方向)が得られており、ほぼ仕様を満足するものであった。
小瀧 秀行; 中島 一久*; 神門 正城*; H.Ahn*; 出羽 英紀*; 近藤 修司; 酒井 文雄*; 渡部 貴宏*; 上田 徹*; 中西 弘*; et al.
Proc. of 11th Symp. on Accelerator Sci. and Technol., p.513 - 515, 1997/00
プラズマ中に超短・大出力レーザーパルスを集光させると、レーザーの強いポンデラモーティブ力によってプラズマ電子がはじかれ、レーザーパルスの後にプラズマ波が励起される(レーザー航跡場)。この電場は10GV/m~100GV/mにも及び、従来の高周波加速の100MV/mよりもかなり大きな加速勾配が実現できる。この強い電場で粒子加速を行えば、大型化の一途をたどる最先端の高エネルギー加速器の小型化に貢献できる可能性がある。我々はTレーザーと呼ばれる小型の超短・大出力レーザー(典型的なパラメータは、100fs,
2TW)と東大工学部原子力工学研究施設の電子線形加速器を同期させ、電子加速実験を行った。理論的に最も高いエネルギー利得が得られる共鳴密度(410
cm
)よりも高い密度において、100MeVを越えるエネルギー利得を得た。我々が加速実験に先立って行ったレーザーの伝播実験では回折限界を越えた伝播を示唆する結果を得ており、この高エネルギー利得はレーザーパルスがGaussian beamと異なる伝播をプラズマ中でしていることで説明できる。
五十嵐 誉廣; 尾形 修司*
no journal, ,
材料特性の解明や新材料の開発において、計算機シミュレーションは重要な位置を占めている。特に近年は材料のナノ分析技術が進み、原子レベルから見た材料特性のモデリングが重要となっている。しかし、実材料の大きさの系を原子レベルで解析することは、近年の計算機性能をもってしても難しい。この問題の解決策の一つが、粗視化粒子/分子動力学ハイブリッド法である。粗視化粒子法は個々の粒子情報を代表点に繰り込むことで、精度の良い粗視化を行うことができる方法である。本講演では粗視化粒子法の紹介,応用性を重視した修正粗視化粒子法について議論を行う。さらに粗視化粒子法と分子動力学法とのハイブリッド化について、その方法や精度について議論する。さらに粗視化粒子/分子動力学ハイブリッド法を用いた応用例を紹介し、大規模シミュレーションにおける本手法の有用性について議論する。
五十嵐 誉廣; 尾形 修司*
no journal, ,
材料特性の解明や新材料の開発において、計算機シミュレーションは重要な位置を占めている。特に近年は材料のナノ分析技術が進み、原子レベルから見た材料特性のモデリングが重要となっている。またデバイス自体の微細化により、これまでの弾性論的アプローチから得られた解析モデルを適用できない例が見られるようになってきた。しかし、実材料の大きさの系をすべて原子レベルで解析することは、近年の計算機性能をもってしても困難である。この問題の解決策の一つが、粗視化粒子-分子動力学ハイブリッド法である。粗視化粒子法は個々の粒子情報を熱統計平均をもって代表粒子に繰り込むことで、精度の良い粗視化を行うことができる方法である。本講演では粗視化粒子法の紹介,応用性を高めるための粗視化粒子法の修正について議論を行う。さらに粗視化粒子法と古典分子動力学法とのハイブリッド化について、その方法や計算精度について議論する。さらに粗視化粒子-分子動力学ハイブリッド法を用いた応用例を紹介し、計算精度と計算時間の視点から大規模シミュレーションにおける本手法の有用性について議論する。
五十嵐 誉廣; 尾形 修司*; 家富 洋*
no journal, ,
材料の破壊や損傷などの諸現象は、さまざまなスケールでの材料の化学的・機械的性質からなる特性や周囲の環境の効果などが複合された複雑な現象であると考えられるため、諸解析から得られた結果を総合的に議論をしなければならない。しかし、ミクロスケールにおける実験解析では、近年のナノ分析技術の発展をもってしても取り扱えるサイズに限界があり、破壊現象の機構の解明を困難としている要因の一つとなっている。ミクロスケール解析を行う方法の一つとしてあげられるのが計算機解析である。原子モデルを用いることで、実験では観測しにくい詳細な物質変化を明らかにすることができるため、き裂進展の基本原理を解明するための指針を与えることができると考えられる。しかし、計算機解析では扱える原子数に限界があるため、現実と比較可能な大きさの系を取り扱うことが難しいという欠点がある。本研究では、計算機解析の時間を削減するため、原子系と粗視系とのハイブリッドシミュレーション法の開発を行い、開発したハイブリッドシミュレーション法を用いて-Fe系の対応粒界近傍のシミュレーション解析を行った。特に引張・せん断応力の影響に注目し、原子論的な視点から議論を行う。
五十嵐 誉廣; 尾形 修司*; 加治 芳行
no journal, ,
本研究は、応力腐食割れ(SCC)進展挙動のような非線形領域の動的変化が生じる系に対し、計算効率の良い原子・連続体ハイブリッドシミュレーションを行うための新しい手法の開発を目的とする。非線形領域の動的変化に対応するためには、原子領域と連続体領域が相互変換できることが望ましい。そこで(1)原子
連続体変換時の内部エネルギー変化の履歴保存,(2)連続体原子変換時の拘束条件付き構造緩和,(3)連続体原子変換時のホワイトノイズを用いた内部エネルギーの還元、の3つを組合せた原子・連続体相互変換手法の開発を行った。本手法を1次元線形ばねモデルに適用して短時間のシミュレーションを行った結果、エネルギーを保存したまま原子系と連続体系が相互変換できることを確認した。
竹内 竜史; 武田 匡樹; 上野 孝志; 大丸 修二; 徳安 真吾; 尾上 博則; 新宮 信也; 石橋 正祐紀; 松岡 稔幸; 水野 崇; et al.
no journal, ,
第1段階の調査研究において構築した地質環境モデルの確認と更新を目的として、瑞浪超深地層研究所に分布する主立坑断層を対象としたボーリング調査を実施した。本ボーリング調査により、地質の特徴と透水性の関連など、第1段階の調査研究において構築した地質環境モデルを確認・更新する情報を取得した。
,n)反応による中性子角度分布早川 岳人; 宮本 修治*; 堀川 賢*; 望月 孝晏*; 天野 壮*; Li, D.*; 今崎 一夫*; 井澤 靖和*; 千葉 敏*; 緒方 一介*
no journal, ,
1950年代に100%直線偏光した線による(,n)反応において、双極子遷移を経由した場合、中性子の角度分布は極角90度においては、方位角の関数としてa+b
cos(
)の簡単な形で記述できることが理論的に予言されていた。しかし、半世紀以上にわたってこのことは検証されていなかった。我々はニュースバルの直線偏光したレーザーコンプトン散乱線を用いて、3種類のテーゲットについて角度分布を計測することで、検証した。
線の(,n)角度分布の実証早川 岳人; 堀川 賢*; 宮本 修治*; 望月 孝晏*; 天野 壮*; Li, D.*; 今崎 一夫*; 井澤 靖和*; 緒方 一介*; 千葉 敏*
no journal, ,
1950年代にAgodiは100%直線偏向した線による(,n)反応で放出される中性子のビーム軸に対して90における方位角方向の角度分布は非対称であり、a+bcos()の関数で記述できると予言した。しかし、半世紀以上にわたり実験的には検証されていなかった。また、Agodiの研究は1970年代以降では忘れ去られてしまった。我々は初めて、NewSUBARUの直線偏光したレーザーコンプトン散乱線を用いて3種類のターゲット上の角度分布を実験的に計測した。
