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論文

Design and actual performance of J-PARC 3 GeV rapid cycling synchrotron for high-intensity operation

山本 風海; 金正 倫計; 林 直樹; Saha, P. K.; 田村 文彦; 山本 昌亘; 谷 教夫; 高柳 智弘; 神谷 潤一郎; 菖蒲田 義博; et al.

Journal of Nuclear Science and Technology, 32 Pages, 2022/02

J-PARC 3GeVシンクロトロン(RCS)は、最大1MWの大強度ビームを25Hzという早い繰り返しで中性子実験及び下流の主リングシンクロトロンに供給することを目的に設計された。2007年の加速器調整運転開始以降、RCSではビーム試験を通じて加速器の設計性能が満たされているかの確認を進め、必要に応じてより安定に運転するための改善を行ってきた。その結果として、近年RCSは1MWのビーム出力で連続運転を行うことが可能となり、共用運転に向けた最後の課題の抽出と対策の検討が進められている。本論文ではRCSの設計方針と実際の性能、および改善点について議論する。

論文

数値解析によるレーザー焼入れ伝熱メカニズム解明と焼入れ深さ向上の実験的評価

北川 義大; 白濱 卓馬*; 木曽原 直之; 坪井 昭彦

第96回レーザ加工学会講演論文集(インターネット), p.91 - 96, 2022/01

レーザーを用いた焼入れ処理は、短時間かつ局所的に熱処理が可能であり、冷却材を必要としない特長がある。しかし、高周波焼入れなど従来の焼入れ方法と比較し、焼入れ深さが0.5mm$$sim$$0.7mmと浅く、用途が限られていた。本研究では、レーザー照射過程における材料内部の伝熱現象を数値解析にてシミュレーションすることで、より深い焼入れを得られる条件を実験的に評価した。その結果、低出力・低速度条件にて深さ方向への伝熱効果が得られ、焼入れ深さを向上できることがわかった。ただし、冷却材を使用しないことから、入熱が深くなることで冷却速度が低下し、焼入れ最深部にて必要な組織変化が得られず、硬度低下が生じた。そこで、非溶融かつ十分な冷却速度を確保するため、複数回の連続照射を実施し、最大1.4mmの焼入れ深さを達成することができた。

論文

The Energy-resolved neutron imaging system, RADEN

篠原 武尚; 甲斐 哲也; 及川 健一; 中谷 健; 瀬川 麻里子; 廣井 孝介; Su, Y.; 大井 元貴; 原田 正英; 飯倉 寛; et al.

Review of Scientific Instruments, 91(4), p.043302_1 - 043302_20, 2020/04

 被引用回数:15 パーセンタイル:96.95(Instruments & Instrumentation)

The energy-resolved neutron imaging system, RADEN, has been installed at the pulsed neutron source in the Materials and Life Science Experimental Facility of the Japan Proton Accelerator Research Complex. In addition to conventional neutron radiography and tomography, RADEN, the world's first imaging beam-line at a pulsed neutron source, provides three main options for new, quantitative neutron imaging techniques: Bragg-edge imaging to visualize the spatial distribution of crystallographic information, resonance absorption imaging for elemental composition and temperature information, and polarized neutron imaging for magnetic field information. This paper describes the results of characterization studies of the neutronic performance and installed devices at RADEN and shows the results of several demonstration studies for pulsed neutron imaging.

論文

Feasibility study of two-dimensional neutron-resonance thermometry using molybdenum in 316 stainless-steel

甲斐 哲也; 廣井 孝介; Su, Y.; 瀬川 麻里子; 篠原 武尚; 松本 吉弘*; Parker, J. D.*; 林田 洋寿*; 及川 健一

Materials Research Proceedings, Vol.15, p.149 - 153, 2020/02

A two-dimensional thermometry technique based on neutron resonance reactions derives the temperature of specified elements in an object by analyzing the Doppler broadening of a neutron resonance measured by a time-analyzing neutron imaging-detector. This technique is expected to be one of the important applications of the energy-resolved neutron imaging system, RADEN, at J-PARC. The authors focused on molybdenum contained in 316 stainless-steel (with a weight fraction of 2-3 wt%). Energy-dependent transmitted neutrons were measured through a 3 mm thick 316 stainless-steel plate placed in a heater at temperatures between 23 and 500 degrees Celsius at RADEN using a gas-electron multiplier (GEM) detector. Thermal and cold neutrons were eliminated from the incident beam by a cadmium filter. The sample area within the neutron beam was 30 by 50 mm$$^2$$. The feasibility is discussed in the presentation.

論文

Recent progress on practical materials study by Bragg edge imaging at J-PARC

及川 健一; Su, Y.; 鬼柳 亮嗣; 川崎 卓郎; 篠原 武尚; 甲斐 哲也; 廣井 孝介; Harjo, S.; Parker, J. D.*; 松本 吉弘*; et al.

Physica B; Condensed Matter, 551, p.436 - 442, 2018/12

 被引用回数:1 パーセンタイル:8.26(Physics, Condensed Matter)

We are promoting for practical product observation by the energy-resolved neutron imaging method using high-intensity pulsed neutrons at J-PARC, under the Photon and Quantum Basic Research Coordinated Development Program from the Ministry of Education, Culture, Sports, Science and Technology, Japan. Bragg edge imaging, one of the energy-resolved neutron imaging methods for visualizing material properties, was applied to feasibility study of the temperature distribution of copper rod, complementary study of the texture and strain distribution of bent steel plates using neutron diffraction and EBSD, and so on. Outline of results obtained by these imaging experiments will be presented.

論文

Characteristics of the 2012 model lithium-6 time-analyzer neutron detector (LiTA12) system as a high efficiency detector for resonance absorption imaging

甲斐 哲也; 佐藤 節夫*; 廣井 孝介; Su, Y.; 瀬川 麻里子; Parker, J. D.*; 松本 吉弘*; 林田 洋寿*; 篠原 武尚; 及川 健一; et al.

Physica B; Condensed Matter, 551, p.496 - 500, 2018/12

 被引用回数:1 パーセンタイル:8.26(Physics, Condensed Matter)

The 2012 model lithium-6 time-analyzer neutron detector (LiTA12) system, based on a lithium glass scintillator and multi-anode photomultiplier tube, has the highest neutron efficiency among the detectors for pulsed neutron imaging together with a flexibility of the efficiency by changing the thickness of the lithium glass. The authors expect this detector system could become a main detector system for the energy-resolved neutron imaging system, RADEN, at J-PARC, and have started evaluation of the LiTA12 system. For example, spatial resolution for resonance absorption imaging was evaluated by using a line-pair pattern made by 3 micro meter thick gold on a quartz plate. Less than 1 mm width line pairs were resolved at an 8 Mcps neutron counting rate and around 5 eV neutron energy.

論文

Spatial resolution test targets made of gadolinium and gold for conventional and resonance neutron imaging

瀬川 麻里子; 及川 健一; 甲斐 哲也; 篠原 武尚; 林田 洋寿*; 松本 吉弘*; Parker, J. D.*; 中谷 健; 廣井 孝介; Su, Y.; et al.

JPS Conference Proceedings (Internet), 22, p.011028_1 - 011028_8, 2018/11

We have fabricated and utilized spatial resolution test targets made of gadolinium and gold for conventional and resonance neutron imaging performed at RADEN, located at beam line BL22 of the J-PARC Materials and Life Science Experimental Facility (MLF). RADEN covers a broad energy range from cold neutrons to high-energy neutrons with energy of several tens keV and was designed to perform energy-resolved neutron imaging utilizing two-dimensional detectors combined with the accurate measurement of neutron energy by the time-of-flight method. The test targets were designed to verify the spatial resolution and image uniformity of two kinds of neutron detectors, counting-type detectors and camera-type detectors. In this presentation, we report the details of these two-dimensional test targets, and the results of demonstrations using the test targets with our neutron imaging detectors. This work was supported in part by the Photon and Quantum Basic Research Coordinated Development Program from the Ministry of Education, Culture, Sports, Science and Technology, Japan.

論文

Reliability estimation of neutron resonance thermometry using tantalum and tungsten

甲斐 哲也; 廣井 孝介; Su, Y.; 篠原 武尚; Parker, J. D.*; 松本 吉弘*; 林田 洋寿*; 瀬川 麻里子; 中谷 健; 及川 健一; et al.

Physics Procedia, 88, p.306 - 313, 2017/06

 被引用回数:3 パーセンタイル:88.78

Neutron resonance thermometry, which measures material temperature by analyzing the Doppler broadening of a neutron resonance peak, is one of the applications of energy-resolved neutron imaging at RADEN of J-PARC. Although this technique is promising, advantages and disadvantages have not been discussed in practical applications. The authors measured neutron transmission rates of tantalum and tungsten foils in a heater chamber up to 300 degrees Celsius at RADEN. The energy-dependent neutron transmission rates with different statistics were obtained after the measurements by selecting arbitrary measuring intervals from one measurement, and the temperatures of the foils were estimated from those transmission rates with different statistics. The reliability of the neutron resonance thermometry with statistical accuracy, irradiation time and spatial resolution are discussed.

論文

Crystal structures and magnetic properties of nickel chain compounds PbM$$_2$$Ni$$_6$$Te$$_3$$O$$_{18}$$ (M = Mn, Cd)

土井 貴弘*; 鈴木 遼*; 日夏 幸雄*; 樹神 克明; 井川 直樹

Inorganic Chemistry, 54(22), p.10725 - 10731, 2015/11

 被引用回数:5 パーセンタイル:31.75(Chemistry, Inorganic & Nuclear)

The synthesis, crystal structures, and magnetic properties of the pentanary oxides PbM$$_2$$Ni$$_6$$Te$$_3$$O$$_{18}$$ (M = Mn and Cd) were investigated. These compounds crystallize in a hexagonal structure with space group $$P6_3/m$$, in which the Ni$$^{2+}$$ ions form a zigzag chain along the c axis. From the magnetic susceptibility and specific heat measurements, we found that the PbCd$$_2$$Ni$$_6$$Te$$_3$$O$$_{18}$$ behaves as a low-dimensional magnet due to the intrachain an tiferromagnetic interaction between Ni$$^{2+}$$ ions. Both compounds show a long-range antiferromagnetic ordering at 25.7 K (M = Cd) and 86.0 K (Mn). The magnetic structure of PbMn$$_2$$Ni$$_6$$Te$$_3$$O$$_{18}$$ determined by neutron diffraction measurements is a collinear antiferromagnetic arrangement of Mn$$^{2+}$$ ions in the Mn$$_2$$O$$_9$$ dimeric unit and Ni$$^{2+}$$ ions in the zigzag chain.

報告書

東京電力福島第一原子力発電所から発生する滞留水・処理水の分析結果データベースの開発; 水分析結果データベース(2013年度版)の公開

浅見 誠; 綿引 博美; 大井 貴夫; 牧野 仁史; 柴田 淳広; 亀尾 裕; 目黒 義弘; 芦田 敬

JAEA-Data/Code 2014-016, 37 Pages, 2014/09

JAEA-Data-Code-2014-016.pdf:37.04MB
JAEA-Data-Code-2014-016-appendix(CD-ROM).zip:60.46MB

東京電力株式会社(東京電力)福島第一原子力発電所から発生する廃棄物に関する分析結果のうち、2011年度から2013年度(2014年3月末)までに日本原子力研究開発機構(JAEA)と東京電力によって公開されている滞留水・処理水の分析結果(JAEAの分析結果: 25サンプル、東京電力の分析結果: 313サンプル)を水分析結果データベース(2013年度版)としてまとめた。また、東京電力によって公開されている汚染水処理に係る二次廃棄物(吸着材、スラッジ)中のインベントリ評価に必要な滞留水量及び廃棄物発生量に関する情報(「福島第一原子力発電所における高濃度の放射性物質を含むたまり水の貯蔵及び処理の状況について」等の公開資料の第0報(2011/5/31)から第143報(2014/3/25)の内容)も合わせてまとめた。本資料では、例題を用いて水分析結果データベースの機能と使用方法を示すとともに、水分析結果データベース(2013年度版)を付録CDとして提供する。

論文

The SNARE protein SYP71 expressed in vascular tissues is involved in symbiotic nitrogen fixation in ${it Lotus japonicus}$ nodules

箱山 雅生*; 多井 諒*; 弭間 和哉*; 須賀 江里*; 足達 由佳*; 小林 麻由美*; 赤井 理恵*; 佐藤 修正*; 深井 英吾*; 田畑 哲之*; et al.

Plant Physiology, 160(2), p.897 - 905, 2012/10

 被引用回数:27 パーセンタイル:72.5(Plant Sciences)

Rhizobial symbiotic nitrogen fixation in root nodules is regulated by the host legume genes. Fix- mutants that exhibit lower or no nitrogen-fixation activity are useful to identify host plant genes required for symbiotic nitrogen fixation. Here, we show a ${it Lotus japonicus}$ novel Fix- mutant defective of a SNARE protein. The mutant formed nodules that displayed lower nitrogen fixation activity, and the growth of the host plant was retarded. Exogenous combined nitrogen almost recovered the growth of the mutant. Numbers of nodules formed on the mutant were similar to those on the wild-type plant. However, the mutant nodules were smaller and showed early senescence. The causal gene was identified by map-based cloning, and the predicted protein was appeared to be homologous to one of SNARE proteins found in Arabidopsis thaliana. The responsible gene was expressed ubiquitously in shoot, roots and nodules. In roots and nodules, the transcripts were detected in vascular bundles. These results indicated that a SNARE protein expressed in vascular tissues is required for nitrogen fixation activity of rhizobia in nodules.

論文

フレネルゾーンプレート集光軟X線レーザーによるZnOシンチレーターの空間分解能測定

田中 桃子; 中里 智治*; 清水 俊彦*; 山ノ井 航平*; 酒井 浩平*; 猿倉 信彦*; 錦野 将元; 大場 俊幸; 海堀 岳史; 越智 義浩; et al.

JAEA-Conf 2011-001, p.126 - 128, 2011/03

本研究では、水熱合成法で作成したZnO結晶を画像用EUVシンチレーターとして応用することを目指し、その空間分解能の評価を行った。軟X線レーザーをフレネルゾーンプレートで集光してZnO結晶に照射し、その発光パターンをシュバルツシルトミラーとカメラ用レンズを組合せた拡大光学系を構築しCCDで撮影した。集光径は最小で10ミクロン以下まで確認され、またZnOが直径3インチ程度まで単結晶の作成が実現していることから、ZnO単結晶がEUV領域での画像素子として有望であることを示している。

論文

Mutation induction in sugi cedar and hinoki cypress by ion beam irradiation

石井 克明*; 細井 佳久*; 長谷 純宏; 田中 淳

JAEA-Review 2006-042, JAEA Takasaki Annual Report 2005, P. 84, 2007/02

スギやヒノキのような有用樹で、花粉症対策としての雄性不稔個体や環境抵抗性に優れた変異体作出に、突然変異の活用が期待されている。そこで本研究では、スギの培養芽やヒノキの苗条原基に、重イオンビームや$$gamma$$線を照射し、変異体の作出を目指した。イオンビームを照射したスギ培養芽から個体再生させて生存した苗木にジベレリン処理を施したところ、10Gy照射区では雄花が見られず、雄性不稔個体の可能性があった。また、2及び5Gy照射区において、プラスチド変異と考えられる緑色欠損変異体が得られた。ヒノキでは、ワックスリッチで紫外線耐性変異体の可能性のあるシュートが得られた。今後、取得した変異体の特性評価を継続する予定である。

論文

A Novel concept for americium-containing target for use in fast reactors

逢坂 正彦; 小井 衛; 高野 渉*; 山根 義宏*; 三澤 毅*

Journal of Nuclear Science and Technology, 43(4), p.367 - 374, 2006/04

 被引用回数:12 パーセンタイル:65.95(Nuclear Science & Technology)

高速炉用、高性能アメリシウム添加ターゲットとして、(Th,Am)OxをMoに分散させた低酸素ポテンシャルターゲットを提案した。同位体組成が異なる種々のMoを使用した場合の炉心特性へ与える影響を評価した。

論文

Gated multiple-sampling and tracking proportional chamber; New detector system for nuclear astrophysical study with radioactive nuclear beams

橋本 尚志; 石山 博恒*; 石川 智子*; 川村 隆史*; 中井 浩二*; 渡辺 裕*; 宮武 宇也; 田中 雅彦*; 渕 好秀*; 吉川 宣治*; et al.

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 556(1), p.339 - 349, 2006/01

 被引用回数:31 パーセンタイル:89.78(Instruments & Instrumentation)

三次元の飛跡検出型の比例ガス検出器を開発した。ゲーティンググリッドの採用により、4$$times$$10$$^4$$個/秒の荷電粒子入射に対しても安定な性能を持続できる。ほぼ100$$%$$の検出効率を持つので、ビーム強度の弱い短寿命核ビームによる天体核反応率の測定実験に最適な検出器である。

論文

Investigation of structural and electronic properties in Ru perovskite oxides by XAFS measurements

水牧 仁一朗*; 吉井 賢資; 日夏 幸雄*; 土井 貴弘*; 宇留賀 朋哉*

Physica Scripta, T115, p.513 - 515, 2005/00

ルテニウムを含むペロブスカイト酸化物について、放射光を用いたX線吸収(XAS)を用いて電子構造の観測を行った。測定はRu-K吸収端で室温にて行った。$$A$$$$_{2}$$($$A$$=Ba, Sr)LnRuO$$_{6}$$及び$$A$$($$A$$=Ca, Ba, Sr)RuO$$_{3}$$におけるルテニウムの酸化数は4+であることがわかった。また、Ln$$_{3}$$RuO$$_{7}$$のルテニウムは5+であった。PbRuO$$_{3}$$においては、ルテニウムイオンは4+と5+の間の状態であった。スペクトルの理論計算などの解析により、これら酸化物の電子状態及び中性子散乱などで求められている結晶構造の妥当性について議論する。

論文

Microscopic structure of the Gamow-Teller resonance in $$^{58}$$Cu

原 圭吾*; 足立 猛*; 秋宗 秀俊*; 大東 出*; 藤村 寿子*; 藤田 佳孝*; 藤原 守; 伏見 賢一*; 原 かおる*; Harakeh, M. N.*; et al.

Physical Review C, 68(6), p.064612_1 - 064612_9, 2003/12

 被引用回数:11 パーセンタイル:59.58(Physics, Nuclear)

$$^{58}$$Cuのガモウ・テラー準位が$$^{58}$$Ni($$^3$$He,t+p)と$$^{58}$$Ni($$^3$$He,t+$$gamma$$)同時計測実験で研究された。アイソスピンT=1とT=2の1$$^+$$準位(E$$_x=$$6$$sim$$12MeV)が$$^{58}$$Ni($$^3$$He,t)反応で強く励起された。磁気スペクトロメーターを用いて測定されたトリトンと半導体検出器で測定した陽子崩壊との同時計測が行われた。この実験で、世界初の$$^{58}$$N($$^3$$He,t+$$gamma$$)実験が行われ、陽子崩壊と$$gamma$$線崩壊強度を用いてガモウ・テラー共鳴の微視構造が議論された。

論文

Beam-palarization asymmetries for the $$p$$($$overrightarrow{gamma}$$,$$K$$$$^{+}$$)$$Lambda$$ and $$p$$($$overrightarrow{gamma}$$,$$K$$$$^{+}$$)$$Sigma$$$$^{0}$$ reactions for $$E$$$$_{gamma}$$=1.5-2.4 GeV

Zegers, R. G. T.*; 住浜 水季*; Ahn, D. S.*; Ahn, J. K.*; 秋宗 秀俊*; 浅野 芳裕; Chang, W. C.*; Dat$'e$, S.*; 江尻 宏泰*; 藤村 寿子*; et al.

Physical Review Letters, 91(9), p.092001_1 - 092001_4, 2003/08

 被引用回数:127 パーセンタイル:95.25(Physics, Multidisciplinary)

$$E$$$$_{gamma}$$=1.5-2.4GeVで$$p$$($$overrightarrow{gamma}$$,$$K$$$$^{+}$$)$$Lambda$$,$$p$$($$overrightarrow{gamma}$$,$$K$$$$^{+}$$)$$Sigma$$$$^{0}$$反応に対するビーム偏極非対称が初めて測定された。この結果は未決定のハドロン共鳴や反応機構解明に用いられる。

論文

肺中$$^{241}$$Amに対する肺モニタの計数効率

木名瀬 栄; 大井 義弘; 関口 真人

Radioisotopes, 52(8), p.378 - 382, 2003/08

NaI(Tl)/CsI(Tl)ホスウィッチ検出器,低エネルギー用Ge半導体検出器を用いたそれぞれの肺モニタについて、JAERIファントム肺中$$^{241}$$Amの肺モニタ計数効率,肝臓中$$^{241}$$Amの肺モニタ計数効率への影響を実測評価し、肺モニタとしてのこれらの検出器の相違の特徴について調べた。その結果、肺中$$^{241}$$Amに対する低エネルギー用Ge半導体検出器の計測は、単一の光電吸収が全吸収ピークに対し主に寄与すること、肝臓中$$^{241}$$Amからの影響が小さいことを踏まえると、NaI(Tl)/CsI(Tl)ホスウィッチ検出器よりも信頼性の高い評価が可能であることがわかった。

論文

Evidence for a narrow $$S$$ = +1 Baryon resonance in photoproduction from the neutron

中野 貴志*; Ahn, D. S.*; Ahn, J. K.*; 秋宗 秀俊*; 浅野 芳裕; Chang, W. C.*; 伊達 伸*; 江尻 宏泰*; 藤村 寿子*; 藤原 守; et al.

Physical Review Letters, 91(1), p.012002_1 - 012002_4, 2003/07

 被引用回数:994 パーセンタイル:99.88(Physics, Multidisciplinary)

$$K^{+}$$$$K^{-}$$の両粒子を前方で測定することにより、$$^{12}$$Cを標的にした$$gamma$$n $$rightarrow$$ $$K^{+}$$$$K^{-}$$n光反応を研究した。1.54GeV/C$$^{2}$$に25MeV/C$$^{2}$$以下の幅の鋭いバリオン共鳴ピークを観測した。この共鳴ピークのストレンジネス($$S$$)は+1であった。この状態は5つのクォーク($$uudd bar{s}$$)が$$K^{+}$$と中性子に崩壊した状態であると解釈される。

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