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論文

3D visualization of XFEL beam focusing properties using LiF crystal X-ray detector

Pikuz, T.*; Faenov, A.*; 松岡 健之*; 松山 智至*; 山内 和人*; 尾崎 典雅*; Albertazzi, B.*; 犬伏 雄一*; 矢橋 牧名*; 登野 健介*; et al.

Scientific Reports (Internet), 5, p.17713_1 - 17713_10, 2015/12

 被引用回数:26 パーセンタイル:84.61(Multidisciplinary Sciences)

we report, that by means of direct irradiation of lithium fluoride a (LiF) crystal, in situ 3D visualization of the SACLA XFEL focused beam profile along the propagation direction is realized, including propagation inside photoluminescence solid matter. High sensitivity and large dynamic range of the LiF crystal detector allowed measurements of the intensity distribution of the beam at distances far from the best focus as well as near the best focus and evaluation of XFEL source size and beam quality factor M2. Our measurements also support the theoretical prediction that for X-ray photons with energies $$sim$$10 keV the radius of the generated photoelectron cloud within the LiF crystal reaches about 600 nm before thermalization. The proposed method has a spatial resolution 0.4-2.0 micron for photons with energies 6-14 keV and potentially could be used in a single shot mode for optimization of different focusing systems developed at XFEL and synchrotron facilities.

論文

Full-coherent free electron laser seeded by 13th- and 15th-order harmonics of near-infrared femtosecond laser pulses

佐藤 尭洋*; 岩崎 純史*; 大和田 成起*; 山内 薫*; 高橋 栄治*; 緑川 克美*; 青山 誠; 山川 考一; 富樫 格*; 深見 健司*; et al.

Journal of Physics B; Atomic, Molecular and Optical Physics, 46(16), p.164006_1 - 164006_6, 2013/08

 被引用回数:3 パーセンタイル:21.46(Optics)

自由電子レーザー(FEL)は、自己増幅自発放射方式を用いているため、発振したレーザー光のスペクトルや時間波形がスパイク状構造になる欠点がある。この問題点を解決するために、短波長光源である高次高調波をFELにインジェクションし、スペクトルや時間波形にスパイク構造のない極端紫外領域のシード型FELの研究開発を進めている。高次高調波を発生させるドライブレーザーである高出力フェムト秒・チタンサファイアCPAレーザーシステムは、これまで原子力機構で培ったレーザー技術を設計に活かし、レーザーシステムの構築を行った。そして、このドライブレーザーをXeガス中に集光して得られる13次高調波(波長61.7nm)、15次高調波(波長53.4nm)をシード光としてFELへインジェクションし、極端紫外領域でシード型FEL(波長61.2nm)の発振に世界で初めて成功した。また、シードFEL光のコントラスト比についても検討した。この結果について発表する。

論文

Optical features of a LiF crystal soft X-ray imaging detector irradiated by free electron laser pulses

Pikuz, T.; Faenov, A.*; 福田 祐仁; 神門 正城; Bolton, P.; Mitorfanov, A.*; Vinogradov, A.*; 永園 充*; 大橋 治彦*; 矢橋 牧名*; et al.

Optics Express (Internet), 20(4), p.3424 - 3433, 2012/02

 被引用回数:22 パーセンタイル:75.12(Optics)

Optical features of point defects photoluminescence in LiF crystals, irradiated by soft X-ray pulses of the Free Electron Laser were measured. We found that peak of photoluminescence spectra lies near of 530 nm. Our results suggest that redistribution of photoluminescence peak intensity from red to green part of the spectra is associated with a shortening of the applied for irradiation of LiF laser pulses down to pico - or femtosecond durations. Dependence of peak intensity of photoluminescence spectra from the soft X-ray irradiation fluence was measured and the absence of quenching phenomena, even at relatively high fluencies was found, which is very important for wide applications of LiF crystal X-ray imaging detectors.

論文

Observation of free-electron-laser-induced collective spontaneous emission (superfluorescence)

永園 充*; Harries, J.; 岩山 洋士*; 富樫 格*; 登野 健介*; 矢橋 牧名*; 仙波 泰徳*; 大橋 治彦*; 石川 哲也*; 繁政 英治*

Physical Review Letters, 107(19), p.193603_1 - 193603_5, 2011/11

 被引用回数:33 パーセンタイル:82.13(Physics, Multidisciplinary)

We have observed and characterized 501.6 nm collective spontaneous emission (superfluorescence) following 1$$s$$$$^2rightarrow$$1$$s$$3$$p$$ excitation of helium atoms by 53.7 nm free-electron laser radiation. Emitted pulse energies of up to 100 nJ ($$sim$$10$$^{{11}}$$ photons) are observed, corresponding to a photon number conversion efficiency of up to 10%. We observe the peak intensity to scale as $$rho^2$$, and the pulse width and delay with respect to the pump pulse to scale as $$rho^{-1}$$, where $$rho$$ is the atom number density. Emitted pulses as short as 1 ps are observed, which corresponds to a rate around 75000 times faster than the spontaneous 1$$s$$3$$p$$$$rightarrow$$1$$s$$2$$s$$ decay rate. To our knowledge this is the first observation of superfluorescence following pumping in the extreme ultraviolet wavelength region, and extension of the technique to the generation of EUV and X-ray superfluorescence pulses should be straightforward by using suitable atomic systems and pump wavelengths.

論文

Ablation of insulators under the action of short pulses of X-ray plasma lasers and free-electron lasers

Inogamov, N. A.*; Anisimov, S. I.*; Petrov, Y. V.*; Khokhlov, V. A.*; Zhakhovskii, V. V.*; Faenov, A. Ya.*; Pikuz, T.; Fortov, V. E.*; Skobelev, I. Y.*; 加藤 義章*; et al.

Journal of Optical Technology, 78(8), p.473 - 480, 2011/08

 被引用回数:5 パーセンタイル:31.11(Optics)

An experimental and theoretical study has been carried out of the ablation of a solid insulator with a wide band gap (LiF) under the action of ultrashort laser pulses of the UV range, obtained in a free-electron laser, and the soft X-ray region, obtained in a silver-plasma laser. A comparison is made of the results obtained on the two laser systems. It is shown that the ablation threshold is about the same for both lasers. A theory is presented that explains the weak growth of the ablation mass with increasing surface energy density of the laser radiation (the fluence) in the case of X-ray lasers as a result of the transition from spallation close to the ablation threshold to evaporative ablation at high fluence values.

論文

Two-temperature warm dense matter produced by ultrashort Extreme Vacuum Ultraviolet-Free Electron Laser (EUV-FEL) pulse

Inogamov, N. A.*; Faenov, A. Ya.*; Zhakhovsky, V. V.*; Pikuz, T. A.*; Skobelev, I. Yu.*; Petrov, Y. V.*; Khokhlov, V. A.*; Shepelev, V. V.*; Anisimov, S. I.*; Fortov, V. E.*; et al.

Contributions to Plasma Physics, 51(5), p.419 - 426, 2011/06

 被引用回数:19 パーセンタイル:67.23(Physics, Fluids & Plasmas)

極短パルス,極端紫外自由電子レーザー(EUV-FEL)パルス(波長:50nm,パルス幅:100fs)をフッ化リチウム(LiF)のような誘電体に照射することで、結晶状態にあるLiFの破砕現象を初めて観測した。低フルーエンスの場合ではLiFの破砕現象が起こり、これがLiFの低いアブレーション閾値の原因となっていることを明らかにした。同様の現象は、ピコ秒パルスの関西光科学研究所X線レーザー装置を用いた実験でも観測されている。この破砕現象は、ナノ秒パルスのX線レーザー装置では観測されておらず、フェムト$$sim$$ピコ秒パルス特有の現象であることをモデル計算から明らかにした。

論文

Extreme ultraviolet free electron laser seeded with high-order harmonic of Ti:sapphore laser

富樫 格*; 高橋 栄治*; 緑川 克美*; 青山 誠; 山川 考一; 佐藤 尭洋*; 岩崎 純史*; 大和田 成起*; 沖野 友哉*; 山内 薫*; et al.

Optics Express (Internet), 19(1), p.317 - 324, 2011/01

 被引用回数:88 パーセンタイル:96.89(Optics)

自由電子レーザー(FEL)は、共振器を使用しない自己増幅自発放射(SASE)方式を用いている。この方式では、自然放射光を種光としてレーザー発振・増幅するため、発振したレーザー光のスペクトルや時間波形がスパイク状構造になる欠点がある。この問題点を解決するために、短波長光源である高次高調波をFELにインジェクションし、スペクトルや時間波形にスパイク構造のないフルコヒーレント化された極端紫外領域のシード型自由電子レーザーの研究開発を進めている。高次高調波を発生させるドライブレーザーである高出力フェムト秒・チタンサファイアCPAレーザーシステムは、これまで原子力機構で培ったレーザー技術を設計に活かし、レーザーシステムの構築を行った。そして、このドライブレーザーをXeガス中に集光して得られる13次高調波(波長61.2nm)をシード光としてFELへインジェクションし、極端紫外領域でシード型FEL(波長61.2nm)の発振に世界で初めて成功した。高次高調波のシーディングによりSASE方式特有のスパイク構造がなくなり、スムーズなスペクトルが得られた。

論文

Structural analysis of Co-extracted heptavalent technetium and rhenium complexes by EXAFS

鈴木 伸一; 矢板 毅; 岡本 芳浩; 塩飽 秀啓; 本橋 治彦*

Physica Scripta, T115, p.306 - 307, 2005/00

TBPを用いる核燃料再処理においてテクネチウムは非常に複雑な挙動を示す。特に、U(VI),Pu(IV)やZr(IV)が系内に共存するとテクネチウムは共抽出される。この共抽出のメカニズムとしては硝酸イオンと過テクネチウムイオンとの交換によるものであり、発表においては、U-Tc共抽出錯体の構造について同属であるRe(VII)やMn(VII)と比較しながら報告する。

論文

Interaction of inorganic arsenic with biogenic manganese oxide produced by a Mn-oxidizing fungus, strain KR21-2

谷 幸則*; 宮田 直幸*; 大橋 舞子*; 大貫 敏彦; 瀬山 春彦*; 岩堀 惠祐*; 相馬 光之*

Environmental Science & Technology, 38(24), p.6618 - 6624, 2004/12

 被引用回数:76 パーセンタイル:83.48(Engineering, Environmental)

Mn酸化真菌であるKR21-2菌を用いてMn酸化物を生成する過程でのAsの挙動を調べた結果、Mnが酸化されてMn酸化物が形成される過程でAsは取り込まれる。しかし、取り込まれたAsの一部はMn酸化物が形成された後で脱離されることが分かった。また、Asの酸化数が3あるいは5であってもMn酸化物に取り込まれたAsの酸化数は5価だった。

論文

Beamline for surface and interface structures at SPring-8

坂田 修身*; 古川 行人*; 後藤 俊治*; 望月 哲朗*; 宇留賀 朋哉*; 竹下 邦和*; 大橋 治彦*; 大端 通*; 松下 智裕*; 高橋 直*; et al.

Surface Review and Letters, 10(2&3), p.543 - 547, 2003/04

 被引用回数:127 パーセンタイル:96.2(Chemistry, Physical)

SPring-8に建設された表面界面の結晶構造決定用の新しいビームラインのあらましを述べる。ビームライン分光器のステージは、X線による表面研究のために、強度がより安定になるよう改造を施した。X線エネルギーの関数として、絶対光子密度を測定した。新しい超高真空装置、並びに、それを用いて得られたPt(111)上の酸素分子吸着構造のX線回折測定の結果を紹介する。

論文

High-temperature XAFS measurement of molten salt systems

岡本 芳浩; 赤堀 光雄; 本橋 治彦*; 伊藤 昭憲; 小川 徹

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 487(3), p.605 - 611, 2002/07

 被引用回数:24 パーセンタイル:82.32(Instruments & Instrumentation)

希土類塩化物のような空気中で活性な溶融塩系の局所構造を調べるために、最高到達温度1000$$^{circ}C$$の高温XAFS測定システムを開発した。砂時計型の石英セルの上部タンクに固体試料を減圧状態でセットし、電気炉で溶融させ、厚さ0.1mm(0.2mm)の融体パスを通過するところで、XAFS測定を実施した。石英の吸収のために、10keV以上のエネルギー領域に測定が限られたが、本測定システムで吸湿性の高い活性な溶融塩系のXAFS測定が可能であることを確認した。

論文

XAFS study of molten ZrCl$$_4$$ in LiCl-KCl eutectic

岡本 芳浩; 本橋 治彦*

Zeitschrift f$"u$r Naturforschung, A, 579(5), p.277 - 280, 2002/05

LiCl-KCL共晶塩融体中のZrCl$$_4$$の局所構造について、ZrのK吸収端XAFS測定によって調べた。カーブフィッティング解析の結果、最近接Zr-Cl対の距離が2.51$$pm$$0.02Åで配位数が5.8$$pm$$0.6であることが判明した。これらの結果は、この混合系融体中では(ZrCl$$_6$$)$$^{2-}$$6配位錯体が主に存在することを示唆する。

報告書

逆動特性法を用いる制御棒校正用装置の実用化

山中 晴彦; 林 和彦; 本橋 純; 川島 和人; 市村 俊幸; 玉井 和夫; 竹内 光男

JAERI-Tech 2001-084, 110 Pages, 2002/01

JAERI-Tech-2001-084.pdf:10.15MB

JRR-3における炉心反応度の管理は、制御棒校正結果を用いて行っている。制御棒校正は、年1回の定期自主検査時等に、6本の制御棒の全駆動範囲について逆動特性法(IK法)を用いた反応度測定により行っている。IK法による反応度の測定は、従来のペリオド法(PP法)に比し作業時間が大幅に短縮できる長所がある。JRR-3では、約10年間のIK法を用いた反応度測定の実績を活かした測定装置の高機能化及び測定結果の信頼性向上を図った逆動特性法を用いる制御棒校正用装置を製作し、実用できることを確認した。本報は、JRR-3における制御棒校正の方法,製作した制御棒校正用装置の機能,性能及び平成12年度JRR-3定期自主検査時の制御棒校正データを用いて行った本装置の機能及び性能の検証結果について報告する。

論文

Construction and commissioning of a 215-m-long beamline at SPring-8

後藤 俊治*; 竹下 邦和*; 鈴木 芳生*; 大橋 治彦*; 浅野 芳裕; 木村 洋昭*; 松下 智裕*; 八木 直人*; 一色 康之*; 山崎 裕史*; et al.

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 467-468(Part1), p.682 - 685, 2001/07

イメージング技術開発や、X線光学素子開発,物性研究のためのトモグラフィーや医学イメージング,トポグラフィー研究等を目的とした、最初の中央ビームラインをSPring-8で構築した。この結果、大視野でコヒーレントな光ビームを得ることに成功した。またこのビームラインを用いて、300mmのシリコンクリスタルのone-shotトポグラフのような、予備実験を成功裡に終わることができた。これらについて論じた。

論文

Transport channels of X-ray beamlines at SPring-8

後藤 俊治*; 大橋 治彦*; 竹下 邦和*; 矢橋 牧名*; 山片 正明*; 浅野 芳裕; 石川 哲也*

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 467-468(Part1), p.813 - 815, 2001/07

 被引用回数:3 パーセンタイル:28.74(Instruments & Instrumentation)

SPring-8で建設されているX線ビームラインの輸送チャンネルについて論じた。これらは標準機器や新しく開発された機器よりなっている。ビームラインは高分解能非弾性散乱ビームラインのような約10mの特種なアンジュレータービームラインや、約百mの中央ビームライン,及び1000mにおよぶ長さを持つ長尺ビームラインについての輸送チャンネルの遮蔽機器,光学機器等について詳細に議論した。

論文

Construction and commissioning of a 215-m-long beamline at SPring-8

後藤 俊治*; 竹下 邦和*; 鈴木 芳生*; 大橋 治彦*; 浅野 芳裕; 木村 洋昭*; 松下 智裕*; 八木 直人*; 一色 麻衣子*; 山崎 裕史*; et al.

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 467-468(Part1), p.682 - 685, 2001/07

 被引用回数:132 パーセンタイル:99.19(Instruments & Instrumentation)

大型放射光施設SPring-8には、発光点から実験ステーションまでの距離が215メートルある中尺ビームラインがある。そのうちの、偏向電磁石ビームラインであるBL20B2の建設及びコミッショニングをおこなった。

論文

Structural studies of lanthanide(III) complexes with oxydiacetic acid and iminodiacetic acid in aqueous solution by EXAFS

成田 弘一; 矢板 毅; 鈴木 伸一; 高井 木の実; 館盛 勝一; 本橋 治彦*

Journal of Synchrotron Radiation, 8(Part2), p.672 - 673, 2001/03

3価ランタノイド(Ln(III))に対する分離・精製試薬として利用されているオキシ二酢酸(ODA)及びイミノ二酢酸(IDA)を用い、Ln(III)との溶液内錯体の局所構造解析をEXAFSにより行った。詳細なEXAFSスペクトルの解析を行うことで、錯体中のLn(III)の配位数、ドナー原子とLn(III)間の結合距離等のパラメーターを求めた。Ln(III)の配位数は、ODA,IDA錯体とも、軽ランタノイドから重ランタノイドにかけて9から8へと減少した。Ln(III)-ドナー原子(カルボキシル酸素,エーテル酸素,窒素)間距離もLn(III)のイオン半径の減少とともに短くなった。ODAとIDA錯体とで比較すると、Ln(III)-カルボキシル酸素原子間距離は両錯体とも同様であったが、IDA錯体におけるLn(III)-N原子間距離はODA錯体におけるLn(III)-エーテル酸素原子距離よりも長い値を示した。

論文

Structural study of lanthanides(III) in aqueous nitrate and chloride solutions by EXAFS

矢板 毅; 成田 弘一*; 鈴木 伸一; 館盛 勝一; 本橋 治彦; 塩飽 秀啓

Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, 239(2), p.371 - 375, 1999/00

 被引用回数:87 パーセンタイル:98.33(Chemistry, Analytical)

塩化物、硝酸イオン性水溶液におけるランタノイドイオンの構造研究がEXAFS法により行われた。EXAFSによって得られる動径構造関数から、ランタノイドイオンの第一配位圏には、水あるいは硝酸イオンの酸素が存在し、一方塩化物イオンは存在しないことが明らかとなった。また、ランタノイドイオンの配位数はNd,Smでおよそ8,Eu~Luでおよそ9であることが確かめられた。これは、硝酸イオンの配位の前後で変化はなかった。また、硝酸イオン、水のランタノイドとの結合距離の比較において、硝酸イオンの酸素の方が約10pm外側に存在することが明らかになった。このことから、硝酸イオンは、水より穏やかにランタノイドに結合していると考えられる。

論文

Structural study of holmium(III) and uranium(VI) organic ligand complexes by extended X-ray absorption fine-structure spectroscopy

矢板 毅; 成田 弘一*; 鈴木 伸一; 館盛 勝一; 本橋 治彦; 塩飽 秀啓

Journal of Alloys and Compounds, 271-273, p.184 - 188, 1998/00

 被引用回数:16 パーセンタイル:69.43(Chemistry, Physical)

ランタノイド、アクチノイドの溶液中における配位特性に関する知見を得る目的で、ランタノイド、ウラン-有機化合物錯体の溶液中における構造を、EXAFS法により決定した。本研究で用いた有機配位子は、一連のアルキル及びアリル基によって置換された有機リン化合物及びアミド化合物である。これらの化合物は、ランタノイド、アクチノイドに強く配位し、抽出剤として利用されている。ランタノイドと配位子との原子間距離及び配位数は、配位子の塩基性及び嵩高さと関連して変化した。結果に基づき、有機配位子の金属に対する選択性についてに関する重要な要因について議論する。

論文

Local structure of (U,Zr)Pd$$_{3}$$ by EXAFS

赤堀 光雄; 小川 徹; 伊藤 昭憲; 本橋 治彦; 塩飽 秀啓

Journal of Alloys and Compounds, 271-273, p.363 - 366, 1998/00

 被引用回数:2 パーセンタイル:29(Chemistry, Physical)

(U,Zr)Pd$$_{3}$$合金のEXAFS測定を行い、理論パラメータを用いた最適化法によりU-Pd,Zr-Pd原子間距離の濃度依存性を調べた。EXAFS測定は、高エネルギー物理学研究所の放射光施設内BL-27X線ラインで実施した。ZrPd$$_{3}$$組成の増加に伴うU-Pd原子間距離の減少は、X線回折による格子定数から求めた平均の原子間距離よりも少ないことが解った。このことは、UPd$$_{3}$$での局在化した5-f電子構造が(U,Zr)Pd$$_{3}$$でも維持されていることを示していた。

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