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中島 健次; 川北 至信; 伊藤 晋一*; 阿部 淳*; 相澤 一也; 青木 裕之; 遠藤 仁*; 藤田 全基*; 舟越 賢一*; Gong, W.*; et al.
Quantum Beam Science (Internet), 1(3), p.9_1 - 9_59, 2017/12
J-PARC物質・生命科学実験施設の中性子実験装置についてのレビューである。物質・生命科学実験施設には23の中性子ビームポートがあり21台の装置が設置されている。それらは、J-PARCの高性能な中性子源と最新の技術を組み合わせた世界屈指の実験装置群である。このレビューでは、装置性能や典型的な成果等について概観する。
He Neutron Spin Filter (NSF) in the MLF at J-PARC酒井 健二; 奥 隆之; 林田 洋寿*; 吉良 弘*; 廣井 孝介; 猪野 隆*; 大山 研司*; 大河原 学*; 加倉井 和久; 篠原 武尚; et al.
JPS Conference Proceedings (Internet), 8, p.036015_1 - 036015_6, 2015/09
Heの中性子吸収断面積が強いスピン選択性を有することを利用した偏極Heフィルターは、ビーム調整が不要なため、ビームラインに設置すれば直ぐに使える簡便な中性子スピンフィルター(NSF)として利用できる。そのようなNSF実現のためには、NSFのHe偏極度
を定常的にモニタするための核磁気共鳴(NMR)システムの開発が不可欠である。我々は断熱高速通過型(AFP)とパルス型NMRの特徴が相補的であることに着目して2つのシステムを併用した汎用性の高いNMRシステムを開発した。更に、J-PARCの中性子実験装置(BL10)での中性子透過率測定から得られたで校正しながら、温度、パルスNMRの振動磁場の大きさや印可時間などの測定条件を変えて、AFPとパルスNMRの信号間の相関を測定した。例えば、パルスNMR測定に起因する減偏極率を0.1%以下になるまでパルスNMRの検出感度を小さくしても、2つのNMR信号間の線形性は確認できた。これらの結果から、我々は開発したNMRシステムがHe偏極度モニタとして十分機能することを確認した。
He neutron spin filter and its application to magnetic field imaging at J-PARC酒井 健二; 奥 隆之; 林田 洋寿; 吉良 弘*; 篠原 武尚; 及川 健一; 原田 正英; 加倉井 和久; 相澤 一也; 新井 正敏; et al.
Journal of Physics; Conference Series, 528, p.012016_1 - 012016_7, 2014/07
被引用回数：2 パーセンタイル：69.29(Optics)中性子偏極実験において測定領域を熱外中性子まで広げることは興味深い。その実現には、He自身の核スピンを反転することで、冷から熱外まで幅広いエネルギー領域の中性子のスピン偏極と反転が可能な偏極Heスピンフリッパー(PHSF)が重要な役割を果たす。現在、J-PARC/MLFでは「可搬型PHSF」の開発を進めている。この装置は、Heガスを封入したガラスセルを、Heスピン偏極を保持するための直径20cm,長さ30cmの小型ソレノイド内に設置する。さらに、ガラスセルをレーザー照射することで、光ポンピング法(SEOP)によりHeを偏極した後に、ソレノイドごと中性子ビームラインに移動することで、可搬型PHSFとして利用する。われわれは、MLFの中性子ビームライン(BL10)で、PHSFの特性試験を行い、He核スピン反転前後の中性子透過率比の2次元分布測定から、本装置がPHSFとして十分機能することや、サンプルコイルの簡単な磁気イメージを測定できることを実証した。
中村 充孝; 神原 理; Krist, T.*; 篠原 武尚; 池内 和彦*; 新井 正敏; 梶本 亮一; 中島 健次; 田中 浩道; 鈴木 淳市*; et al.
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 737, p.142 - 147, 2014/02
被引用回数：3 パーセンタイル：27.01(Instruments & Instrumentation)チョッパー分光器における非弾性中性子散乱実験の効率は、複数の入射エネルギーを同時利用することで劇的に向上しうる。しかしながら、通常のチョッパーでは全ての入射エネルギーに対して実験条件を最適化することは絶対的に不可能である。我々は、この問題点を克服すべく中性子スーパーミラーを貼付したスリットパッケージを有する新型フェルミチョッパーを開発し、複数の入射エネルギーそれぞれに対して実験条件を最適化しうることを実験的に実証した。
碩 みはる*; 及川 純一*; 田口 太郎*; 大貫 敏彦; 村松 康行*; 坂本 一憲*; 天知 誠吾*
Environmental Science & Technology, 47(1), p.390 - 397, 2013/01
被引用回数：44 パーセンタイル：75.34(Engineering, Environmental)微生物が生産する酵素ラッカーゼが、土壌中を移行しやすいことで知られるヨウ化物イオンを酸化して土壌有機物に取り込み、安定化させることを明らかにした。
武田 全康; 山崎 大; 曽山 和彦; 丸山 龍治; 林田 洋寿; 朝岡 秀人; 山崎 竜也; 久保田 正人; 相澤 一也; 新井 正敏; et al.
Chinese Journal of Physics, 50(2), p.161 - 170, 2012/04
The construction of a new polarized neutron reflectometer is now in progress at the Materials and Life Science Experimental Facility (MLF) of the Japan Proton Accelerator Research Complex (J-PARC). MLF has the world's brightest pulsed neutron and muon sources (JSNS and MUSE). The user program of MLF has been already started in 2008, and now nine neutron and two muon spectrometers are in operation. Installation of the new reflectometer was expected to be completed in March 2011. However, the construction was interrupted by the massive earthquake hitting northeast Japan, including Tokai-mura where J-PARC is located. We expect to restart the user program of the new polarized neutron reflectometer at the beginning of next year (2012).
篠原 武尚; 酒井 健二; 大井 元貴; 甲斐 哲也; 原田 正英; 及川 健一; 前川 藤夫; 鈴木 淳市; 奥 隆之; 高田 慎一; et al.
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 651(1), p.121 - 125, 2011/09
被引用回数：27 パーセンタイル：87.94(Instruments & Instrumentation)中性子を用いたイメージング法は、中性子の特徴である高い物質透過性能や軽元素に対する感度の高さを利用し、他の放射線では困難な大型試料や水素系の材料の内部の情報を得ることができる優れた研究手法である。特に、中性子は磁気モーメントを持つため、磁場環境下での中性子磁気モーメントのラーモア歳差運動を偏極度変化として位置ごとに検出することにより、空間や物質中の磁場を可視化することができる。本研究では、パルス中性子の飛行時間分析法を用いて偏極度変化の中性子波長依存性を高精度に測定することにより、磁場強度の定量的な議論が可能となることを原理実証を行うため、物質生命科学実験施設のBL10ビームラインにおいて実験を行った。小型のソレノイド透過後の偏極度変化の波長依存性を解析した結果、ソレノイド内部に発生する磁場の可視化に成功し、その強度を見積もることができた。この結果から、偏極パルス中性子を用いた磁場イメージング法により磁場強度の定量化が可能であることが示された。
椎名 淳一*; 及川 雅隆; 中村 建介; 小畠 りか*; 西山 繁*
European Journal of Organic Chemistry, 2007(31), p.5190 - 5197, 2007/11
被引用回数：20 パーセンタイル：50.13(Chemistry, Organic)中期計画において推進されているDNA修復機構の解明が進展した段階で、DNA修復機構に働きかける薬物の合成が重要となる。このような生理機能に作用する化学物質の合成を効率よく行うためには理論科学計算による反応生成物の推定が有効な手段となる。この論文ではPinguisane型のセスキテルペノイド、acutifolone A, pinguisenolから向山アルドール反応をキーステップとし、分子間ディールスアルダー反応により、bisacutifolone A及び、Bが合成された。理論化学計算によりこの2量化プロセスは最も低い遷移状態を経由して立体選択的に進行しており、実験的な生成物が的確に予測された。
逆井 章; 石田 真一; 松川 誠; 秋野 昇; 安藤 俊就*; 新井 貴; 江里 幸一郎; 濱田 一弥; 市毛 尚志; 礒野 高明; et al.
Nuclear Fusion, 44(2), p.329 - 334, 2004/02
超伝導トカマク装置へのJT-60改修が計画されている。原型炉に繋がる先進的な核融合技術として、JT-60改修装置(JT-60SC)の設計のために超伝導マグネット技術やプラズマ対向機器を開発した。JT-60SCの超伝導トロイダル磁場コイル用として、高い臨界電流密度を可能とする、高い銅比4のニオブアルミ超伝導素線を新規に開発し、量産化に成功した。この素線と、突合せ溶接で作った全長30mの丸穴四角のステンレス製コンジットを用いて、実機サイズのケーブル・イン・コンジット導体を製作した。この導体を使用して、リアクト&ワインド法(熱処理後に巻線作業を行う製作方法)を実証するR&Dを進めている。ニオブアルミ導体の歪み劣化が小さいことを利用したこの製作方法は、将来の大型コイル製作の技術的な信頼性向上と低コストに繋がる先進的な超伝導技術として注目されている。JT-60SCのダイバータへの熱負荷10-15MW/m
に耐える機器として、スクリュウ管を銅製ヒートシンクに設け、これと炭素繊維複合材,緩衝材を一体ロウ付けすることで、良好なプラズマ対向機器を開発した。電子ビーム照射試験により、この対向機器は従来のスワール管の場合と比較して約1.5倍の高い熱伝達率を達成することを明らかにした。
逆井 章; 石田 真一; 松川 誠; 秋野 昇; 安藤 俊就*; 新井 貴; 江里 幸一郎; 濱田 一弥; 市毛 尚志; 礒野 高明; et al.
Nuclear Fusion, 44(2), p.329 - 334, 2004/02
被引用回数：7 パーセンタイル：22.95(Physics, Fluids & Plasmas)超伝導トカマク装置へのJT-60改修が計画されている。原型炉に繋がる先進的な核融合技術として、JT-60改修装置(JT-60SC)の設計のために超伝導マグネット技術やプラズマ対向機器を開発した。JT-60SCの超伝導トロイダル磁場コイル用として、高い臨界電流密度を可能とする、高い銅比4のニオブアルミ超伝導素線を新規に開発し、量産化に成功した。この素線と、突合せ溶接で作った全長30 mの丸穴四角のステンレス製コンジットを用いて、実機サイズのケーブル・イン・コンジット導体を製作した。この導体を用いて、リアクト&ワインド法(熱処理後に巻線作業を行う製作方法)を実証するR&Dを進めた。ニオブアルミ導体の歪み劣化が小さいことを利用したこの製作方法は、将来の大型コイル製作の技術的な信頼性向上と低コストに繋がる先進的な超伝導技術として注目されている。JT-60SCのダイバータへの熱負荷10-15MW/mに耐える機器として、スクリュウ管を銅製ヒートシンクに設け、これと炭素繊維複合材、緩衝材を一体ロウ付けすることで、良好なプラズマ対向機器を開発した。電子ビーム照射試験により、この対向機器は従来のスワール管の場合と比較して約1.5倍の高い熱伝達率を達成することを明らかにした。
Ca
MnO
綿引 成哉*; 目時 直人; 鈴木 淳市; 及川 健一; Nie, J.*; 立木 昌*; 山田 安定
Journal of the Physical Society of Japan, 70(4), p.1090 - 1098, 2001/04
被引用回数：6 パーセンタイル：42.11(Physics, Multidisciplinary)(La, Tb)CaMnO巨大磁気抵抗効果における強磁性相関の役割を明らかにした。磁場中で得られた中性子散乱強度の振舞いは、磁気抵抗の振舞いと良い一致を示すことから、短距離の強磁性揺らぎが磁気抵抗増大の要因であることがわかった。
Sr
MnO(x
)山田 安定; 鈴木 淳市; 及川 健一*; 片野 進; Fernandez-Baca, J. A.*
Physical Review B, 62(17), p.11600 - 11608, 2000/11
被引用回数：38 パーセンタイル：83(Materials Science, Multidisciplinary)マンガン酸化物LaSrMnO(x)を冷却した際に見られる結晶格子の歪みを中性子回折により観測した。得られた散乱スペクトルは、ポーラロン秩序を軌道秩序を考慮した構造モデルで解析された。この構造は従来提唱されていた電荷の層状秩序化モデルと異なり、より短周期で電荷が入れ換わる秩序状態を示すものである。
片野 進; 皆川 宣明; 目時 直人; 長壁 豊隆; 鈴木 淳市; 及川 建一*; 松岡 由貴*
Proc. of 4th Int. Symp. on Advanced Physical Fields, p.315 - 318, 1999/00
4K-GM冷凍機2台によって直接冷却する(すなわち、液体ヘリウムを使用しない)新型の10Tスプリットペア超伝導マグネットを中性子散乱用に開発した。主として強相関電子系の磁性に対する磁場効果を研究する。マグネットは、内側のNbSnコイルと外側のNbTiコイルから成る。中性子ビームを通過させるためのコイル間のギャップは29mmである。これらのコイルはAl合金製の3つのリングと45°を覆うAlのプレートによって支持されている。合計のAl合金の厚みは52mmで、中性子の透過度は約60%である。51mmの室温ボアを持ち、この中に試料冷却系が納められる。最大磁場10Tが安定に得られた。
篠原 武尚; 高田 慎一; 相澤 一也; 鈴木 淳市; 甲斐 哲也; 原田 正英; 及川 健一; 前川 藤夫; 酒井 健二; 大井 元貴; et al.
no journal, ,
中性子を用いたイメージング法は、中性子の特徴である高い物質透過性能及び軽元素に対する感度の高さを利用した撮像法である。これまでの中性子イメージング法では、多くの場合、物質での吸収による強度変化を得るものであるが、中性子と物質との相互作用には多くの場合エネルギー依存性が存在するため、物質透過現象は本来エネルギーに依存する。また、吸収のみならず、散乱に伴う運動量変化や位相変化,中性子スピン状態の変化などを積極的に活用することにより、高度な中性子イメージング法を開発する余地がある。このとき、パルス中性子を用いた飛行時間分析型のイメージングを導入することにより、エネルギー依存の情報を効率よく取得することが可能となる。そこで、本研究では、大強度パルス中性子を利用することが可能なJ-PARC物質・生命科学実験施設(MLF)においてパルス中性子イメージング実験を開始し、エネルギー選別型の新しい中性子イメージング法の開発に取り組んでいる。発表では、MLFのBL10ビームラインにおいて、これまでに行ってきた実験結果について報告するとともに、今後の研究開発の展開について述べる。
及川 健一; 篠原 武尚; 林田 洋寿; 相澤 一也; 高田 慎一; 酒井 卓郎; 原田 正英; 前川 藤夫; 鈴木 淳市
no journal, ,
J-PARC, MLFの中性子源特性試験装置(NOBORU)では、昨年に続き装置グループが中性子特性試験を精力的に行うとともに、供用装置として採択課題を遂行してきた。採択されたプロジェクト課題の一つとして、原子力機構の3グループ及び北海道大学が協力して、パルス中性子の特徴を活かしたイメージング技術の開発を推進している。2009年10月、パルス中性子イメージングの強力な手法の一つであるBragg edgeにより生じる波長コントラストを利用し、水・氷の識別試験をNOBORUで行ったので、これを報告する。測定ではアルミニウムの試料ホルダー(
10mm
h40mm)にD
Oを封入し、これを冷凍機にセットして試料位置(L1=14m)に置き、室温及び250Kにてデータ取得を行った。検出器は、試料下流約40cmに2次元検出器(RPMT)をセットしイメージングを行い、2
=170
に
He検出器をセットしてdiffractionデータも同時に取得した。現在データ解析をすすめているが、詳細は当日の発表で報告する。
篠原 武尚; 甲斐 哲也; 原田 正英; 及川 健一; 酒井 健二; 大井 元貴; 前川 藤夫; 高田 慎一; 鈴木 淳市; 相澤 一也; et al.
no journal, ,
エネルギー選択型中性子イメージング法は、透過率のエネルギー依存性を空間情報をもって解析することにより、既存の中性子ラジオグラフィとは異なり、単なる物質の内部構造のみならず応力場や磁場などの物理量をイメージングできる可能性を持つ。この手法では、パルス中性子の飛行時間分析法を利用することにより、高精度かつ高効率な実験を行うことが可能である。そこで、本研究では、大強度パルス中性子を利用したエネルギー分解型パルス中性子イメージング法及びそれに関連する要素技術の開発をJ-PARCのBL10において進めている。発表では、これまでの試験実験のうちの一つである、偏極パルス中性子を用いた磁場イメージング実験の結果を中心に報告する。
武田 全康; 丸山 龍治; 相澤 一也; 新井 正敏; 金子 耕士; 中谷 健; 篠原 武尚; 鈴木 淳市; 鈴谷 賢太郎; 高橋 伸明; et al.
no journal, ,
A new polarized neutron reflectometer is now under construction at Materials and Life Science Facility (MLF) of Japan Proton Accelerator Research Complex (J-PARC). MLF has an intense pulsed neutron source, and the user program has been already started in 2009 using 8 spectrometers. Installation of the new reflectometer is expected to be completed on March 2011. The outline design specification of this new polarized neutron reflectometer will be presented at the conference.
武田 全康; 山崎 大; 丸山 龍治; 林田 洋寿; 曽山 和彦; 山崎 竜也; 平野 辰巳*; 及川 健一; 田村 格良; 坂佐井 馨; et al.
no journal, ,
日本原子力研究開発機構では、大強度陽子加速器施設J-PARCの物質生命科学実験施設第17ビームライン(BL17)において汎用中性子反射率計の建設を行っている。この新反射率計は共用促進法に基づく一般施設共用装置であり、平成22年度中の完成を予定している。試料は垂直配置であり、自由表面・界面以外であれば、金属材料,磁性材料,超伝導材料,高分子材料,生体高分子等のさまざまな物質からなる薄膜の凝集構造,高次構造,中長距離秩序の解析だけでなく、表面・界面に特有な原子構造レベルの解析に利用することができる。本装置の主な特徴は、ビームラインの上流部にパルス中性子用偏極素子・集光システムが設置され、容易に偏極・集光ビームを用いた実験が可能になること、さらに複数の種類の検出器を配置することにより、幅広い空間スケール(約0.1nm
数
m)において、基礎科学や産業応用に重要な多種多様な薄膜の構造解析が可能になることである。本講演では、BL17反射率計の詳細仕様及び建設の現状について報告する。
篠原 武尚; 酒井 健二; 甲斐 哲也; 大井 元貴; 鈴木 淳市; 高田 慎一; 原田 正英; 及川 健一; 前川 藤夫; 相澤 一也; et al.
no journal, ,
中性子を用いたイメージング法は、中性子の特徴である高い物質透過性能や軽元素に対する感度の高さを利用した、材料の内部の形状や物質の空間分布に関する情報を得るための研究手法である。この手法では、他の放射線では困難な大型試料や水素系の材料の研究において有利であるだけでなく、中性子が持つ磁気モーメントを利用することで、空間や物質中の磁場を可視化することが可能である。これは磁場環境下での中性子磁気モーメントのラーモア歳差運動を偏極度変化として位置分解能を持って検出するものである。本研究では、パルス中性子の飛行時間分析法を用いた偏極度変化の中性子波長依存性の高精度測定によって、磁場強度の定量化を行うとともに、3次元での中性子スピン解析を行うことで、磁場ベクトルの定量解析を行うことを目的とする。実験は、物質生命科学実験施設のBL10ビームラインにおいて行った。その結果、小型のソレノイド透過後の偏極度変化の波長依存性の解析により、ソレノイド内部に発生する磁場を定量的に可視化することが可能となった。また、その磁場の方向に関する情報を得ることに成功した。
武田 全康; 山崎 大; 曽山 和彦; 丸山 龍治; 林田 洋寿; 朝岡 秀人; 山崎 竜也; 久保田 正人; 相澤 一也; 稲村 泰弘; et al.
no journal, ,
The construction of a new polarized neutron reflectometer is now in progress at Materials and Life Science Experimental Facility (MLF) of Japan Proton Accelerator Research Complex (J-PARC). MLF has the world brightest pulsed neutron and muon sources (JSNS & MUSE). At the conference, the outline design specification and the present situation of this new polarized neutron reflectometer will be presented, and perspective view of the international collaboration on this reflectometer will also be discussed.
