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酒井 健二; 奥 隆之; 奥平 琢也; 甲斐 哲也; 原田 正英; 廣井 孝介; 林田 洋寿*; 加倉井 和久*; 清水 裕彦*; 広田 克也*; et al.
JPS Conference Proceedings (Internet), 33, p.011116_1 - 011116_6, 2021/03
中性子基礎物理学において、パリティ非保存(PNC)項や時間反転非保存項と干渉する中性子スピンと標的核スピン
の相関項
は重要な研究テーマである。中性子共鳴ピーク付近でPNC項の増大が測定され、スピン交換光ポンピング(SEOP)法により
の偏極が得られるキセノン(Xe)は、本研究にとって興味深い原子核である。我々は小型SEOPシステムを用いた偏極Xe標的を開発し、核破砕中性子源で得られる大強度の熱外中性子ビームを利用した
項の研究を計画している。その第一段階として、我々は
Xeの9.6eV共鳴ピーク付近でのXe偏極時と非偏極時の中性子透過率比の変化
を捕らえることで、
項に起因する中性子偏極能力の測定をJ-PARC物質・生命科学実験施設(MLF)のBL10で試みた。実験では、本測定系がドップラーブロードニングの影響(
)を検知できることを実証した上で、初期結果として有意な
の値を得ている。現在は
をより詳細に評価するために、核磁気・電子スピン共鳴法によるXe偏極度の導出を進めている。
奥平 琢也; 奥 隆之; 猪野 隆*; 林田 洋寿*; 吉良 弘*; 酒井 健二; 廣井 孝介; 高橋 慎吾*; 相澤 一也; 遠藤 仁*; et al.
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 977, p.164301_1 - 164301_8, 2020/10
被引用回数:20 パーセンタイル:89.09(Instruments & Instrumentation)We are developing a neutron polarizer with polarized He gas, referred to as a
He spin filter, based on the Spin Exchange Optical Pumping (SEOP) for polarized neutron scattering experiments at Materials and Life Science Experimental Facility (MLF) of Japan Proton Accelerator Research Complex (J-PARC). A
He gas-filling station was constructed at J-PARC, and several
He cells with long spin relaxation times have been fabricated using the gas-filling station. A laboratory has been prepared in the MLF beam hall for polarizing
He cells, and compact pumping systems with laser powers of 30 W and 110 W, which can be installed onto a neutron beamline, have been developed. A
He polarization of 85% was achieved at a neutron beamline by using the pumping system with the 110 W laser. Recently, the first user experiment utilizing the
He spin filter was conducted, and there have been several more since then. The development and utilization of
He spin filters at MLF of J-PARC are reported.
田中 泰貴*; 森田 浩介*; 森本 幸司*; 加治 大哉*; 羽場 宏光*; Boll, R. A.*; Brewer, N. T.*; Van Cleve, S.*; Dean, D. J.*; 石澤 倫*; et al.
Physical Review Letters, 124(5), p.052502_1 - 052502_6, 2020/02
被引用回数:33 パーセンタイル:85.04(Physics, Multidisciplinary)The excitation functions for quasielastic scattering of Ne+
Cm,
Mg+
Cm,
Ca+
U are measured using a gas-filled recoil ion separator The quasielastic barrier distributions are extracted for these systems and are compared with coupled-channel calculations. The results indicate that the barrier distribution is affected dominantly by deformation of the actinide target nuclei, but also by vibrational or rotational excitations of the projectile nuclei, as well as neutron transfer processes before capture. From a comparison between the experimental barrier distributions and the evaporation residue cross sections for Sg (Z=106), Hs (108), Cn (112), and Lv (116), it is suggested that the hot fusion reactions take advantage of a compact collision, where the projectile approaches along the short axis of a prolately deformed nucleus. A new method is proposed to estimate the optimum incident energy to synthesize unknown superheavy nuclei using the barrier distribution.
奥平 琢也; 奥 隆之; 酒井 健二; 猪野 隆*; 林田 洋寿*; 廣井 孝介; 篠原 武尚; 加倉井 和久*; 相澤 一也; 清水 裕彦*; et al.
Proceedings of Science (Internet), 356, p.029_1 - 029_5, 2019/12
共通技術開発セクションでは、J-PARC物質・生命科学実験施設の大強度中性子を活用するために、偏極中性子デバイスの一つであるHeスピンフィルターの開発を行なっている。
Heスピンフィルターの性能評価の一つの手段に、基礎物理分野での応用・評価があり、基礎物理実験も活用している。現在の物質優勢宇宙を説明するためには時間反転対称性の破れが不可欠であり、世界中で時間反転対称性の破れの探索実験が行われている。その一つに偏極中性子と原子核を使用して対称性の破れを測定する方法があり、J-PARCの大強度中性子を用いた時間反転対称性の破れ探索が計画されている。本計画では1eV程度のエネルギーの高い中性子を偏極するための従来にない巨大な
Heスピンフィルターを開発する必要があり、原子力機構にて開発が行われている
Heスピンフィルターの性能評価の良い検証となる。現在、偏極率の精度の良い評価システムや
Heスピンフィルター製作のための真空システムの構築を行い、熱外中性子偏極のための大型スピンフィルターの開発を継続している。本発表では
Heスピンフィルターの開発の現状について発表する。
奥平 琢也*; 高田 秀佐*; 広田 克也*; 木村 敦; 北口 雅暁*; 古賀 淳*; 長元 孝介*; 中尾 太郎*; 岡田 晏珠*; 酒井 健二; et al.
Physical Review C, 97(3), p.034622_1 - 034622_15, 2018/03
被引用回数:18 パーセンタイル:78.26(Physics, Nuclear)The angular distribution of individual rays, emitted from a neutron-induced compound-nuclear state via radiative capture reaction of
La
has been studied as a function of incident neutron energy in the epithermal region by using germanium detectors. An asymmetry
was defined as
, where
and
are integrals of low- and high-energy region of a neutron resonance respectively, and we found that
has the angular dependence of
, where
is the emitted angle of
rays, with
and
in 0.74-eV p-wave resonance. This angular distribution was analyzed within the framework of interference between s- and p-wave amplitudes in the entrance channel to the compound-nuclear state, and it is interpreted as the value of the partial p-wave neutron width corresponding to the total angular momentum of the incident neutron combined with the weak matrix element, in the context of the mechanism of enhanced parity-violating effects. Additionally, we use the result to quantify the possible enhancement of the breaking of time-reversal invariance in the vicinity of the p-wave resonance.
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。
Huang, M.*; 羽場 宏光*; 村上 昌史*; 浅井 雅人; 加治 大哉*; 金谷 淳平*; 笠松 良崇*; 菊永 英寿*; 菊谷 有希*; 小森 有希子*; et al.
Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, 304(2), p.845 - 849, 2015/05
被引用回数:3 パーセンタイル:23.54(Chemistry, Analytical)ガスジェット搬送法と理研ガス充填型反跳イオン分離装置(GARIS)を組み合わせて、105番元素Dbの化学研究に使用する放射性のNbおよびTa同位体の生成・利用技術を開発した。Dbの合成と同じエネルギーの
Fビームを用いて短寿命の
Nbおよび
Taを合成し、GARISを用いて分離したあと、ガスジェット搬送法を用いて化学実験室に引き出した。GARISの磁場を変更し、反跳核のエネルギー減速箔およびシャッターを挿入するだけで、他の実験条件は何も変更せずに、
Db用の化学実験装置に
Nbと
Taを導入することに成功した。
羽場 宏光*; Huang, M.*; 加治 大哉*; 金谷 淳平*; 工藤 祐生*; 森本 幸司*; 森田 浩介*; 村上 昌史*; 大関 和貴*; 酒井 隆太郎*; et al.
Physical Review C, 89(2), p.024618_1 - 024618_11, 2014/02
被引用回数:27 パーセンタイル:81.97(Physics, Nuclear)The nuclide Db was produced in the
Cm(
F,5
)
Db reaction at beam energies of 103.1 and 97.4 MeV. Decay properties of
Db were investigated with a rotating wheel apparatus for
and spontaneous fission (SF) spectrometry under low background conditions attained by a gas-jet transport system coupled to the RIKEN gas-filled recoil ion separator. Decay data for
Db and its
-decay daughter nuclide
Lr was improved in statistical accuracy. Examples are the improved half-lives of 33.8
and 3.54
s for
Db and
Lr, respectively. The production cross sections for the
Cm(
F,5
)
Db reaction were determined to be 2.1
0.7 nb at 103.1 MeV and 0.23
nb at 97.4 MeV, whereas, those for the
Cm(
F,4
)
Db reaction were less than 0.064 nb (at 103.1 MeV) and 0.13 nb (at 97.4 MeV). The cross sections are compared with a statistical model calculation carried out by the JAEA group.
村上 昌史*; 後藤 真一*; 村山 裕史*; 小嶋 貴幸*; 工藤 久昭*; 加治 大哉*; 森本 幸司*; 羽場 宏光*; 工藤 祐生*; 住田 貴之*; et al.
Physical Review C, 88(2), p.024618_1 - 024618_8, 2013/08
被引用回数:18 パーセンタイル:71.49(Physics, Nuclear)Cm+
O反応で生成するラザホージウム同位体
Rf,
Rfおよび
Rfの励起関数を、エネルギー88.2-101.3MeVの範囲で気体充填反跳分離装置を用いて測定した。特に数秒の半減期をもつ自発核分裂成分の励起関数に注目した。これまで、この生成反応に伴う自発核分裂は
Rfおよび
Rfの核異性体の崩壊によるものと考えられてきたが、励起関数の比較により、
Rfの崩壊にのみ関連する事象であることを明らかにし、その崩壊様式を決定した。
森田 浩介*; 森本 幸司*; 加治 大哉*; 羽場 宏光*; 大関 和貴*; 工藤 祐生*; 住田 貴之*; 若林 泰生*; 米田 晃*; 田中 謙伍*; et al.
Journal of the Physical Society of Japan, 81(10), p.103201_1 - 103201_4, 2012/10
被引用回数:178 パーセンタイル:97.27(Physics, Multidisciplinary)113番元素である113を
Bi標的に
Znビームを照射する実験により合成した。観測したのは6連鎖の
崩壊で、そのうち連鎖の5番目と6番目は既知である
Db及び
Lrの崩壊エネルギーと崩壊時間と非常によく一致した。この意味するところは、その連鎖を構成する核種が
113,
Rg (Z=111),
Mt (Z=109),
Bh (Z=107),
Db (Z=105)及び
Lr (Z=103)であることを示している。本結果と2004年, 2007年に報告した結果と併せて、113番元素である
113を曖昧さなく生成・同定したことを強く結論付ける結果となった。
羽場 宏光*; 加治 大哉*; 工藤 祐生*; 森本 幸司*; 森田 浩介*; 大関 和貴*; 酒井 隆太郎*; 住田 貴之*; 米田 晃*; 笠松 良崇*; et al.
Physical Review C, 85(2), p.024611_1 - 024611_11, 2012/02
被引用回数:56 パーセンタイル:91.28(Physics, Nuclear)気体充填型反跳分離装置(GARIS)によって前段分離された超重元素を化学分析装置へ導入するという、新たな実験システムの開発を行っている。本論文では、106番元素シーボーギウム(Sg)の化学実験対象核種Sgの2つのアイソマー状態すなわち
Sg
及び
Sg
の崩壊特性について報告する。実験では、理化学研究所線型加速器RILACを用い
Cm(
Ne,5
)反応にて
Sgを合成し、GARISにより質量分離した後に低バックグラウンド環境下へとガスジェット搬送し、そこで
崩壊並びに自発核分裂イベントを測定した。各アイソマー状態における半減期と
粒子エネルギーは、
Sg
が
s及び
MeV,
Sg
が
s及び
MeVであった。
山崎 千里*; 村上 勝彦*; 藤井 康之*; 佐藤 慶治*; 原田 えりみ*; 武田 淳一*; 谷家 貴之*; 坂手 龍一*; 喜久川 真吾*; 嶋田 誠*; et al.
Nucleic Acids Research, 36(Database), p.D793 - D799, 2008/01
被引用回数:52 パーセンタイル:70.56(Biochemistry & Molecular Biology)ヒトゲノム解析のために、転写産物データベースを構築した。34057個のタンパク質コード領域と、642個のタンパク質をコードしていないRNAを見いだすことができた。
村井 祐一*; 山本 富士夫*; 石川 正明*; 酒井 康丞*; 大岩 浩司*; 戸田 信一; 吉川 信治; 玉山 清志
JNC TY4400 2003-006, 75 Pages, 2003/06
高速増殖原型炉「もんじゅ」では、蒸発器と過熱器においてヘリカルコイル形伝熱管が利用される。ヘリカルコイル形伝熱管は、U形伝熱管に比べ構造的にコンパクトで、かつ、流動の急曲折部をもたないため流力振動の発生要因が少ないという利点を持つ。一方、ヘリカルコイル形では、その経路によって内部二相流に対する定常的な遠心力の大きさに分布がある。また、複数の伝熱ループが曲率半径と距離の異なる経路を通り、それらが同じ圧力差で駆動される点で、並列流路管での動特性に位相差を生じうる。これらの現象については、伝熱および圧力損失の多次元的特性を考慮した詳細な解析を進め、より高い性能安定性を保証するよう検討しなければならない。本研究では、ヘリカルコイル内二相流の可視化・画像解析システムを構築し、これらの課題解決に資するものとする。本研究の成果は以下にまとめられる。ヘリカルコイル流路実験装置を製作し、可視化実験による流動様式マップの作成、ならびにステレオ画像処理による界面構造の抽出を試みた。また、気泡流における数値シミュレーションを遂行した。以上の研究より、以下のことが分かった。
奥 隆之; 吉良 弘*; 林田 洋寿*; 酒井 健二; 廣井 孝介; 奥平 琢也; 猪野 隆*; 篠原 武尚; 鈴木 淳市*; 加倉井 和久*; et al.
no journal, ,
J-PARCのパルス中性子源の有効利用を目的として、共用ビームラインBL15, BL17, BL18, BL22で用いる、He型中性子偏極デバイスの高度化研究を推進している。これまでに、我々は小角散乱装置(BL15), 偏極中性子反射率計(BL17), パルス中性子イメージング装置(BL22)において、
He型中性子偏極デバイスを検極子として用いて中性子偏極度解析実験を実施し、リーズナブルな結果を得ている。今回、単結晶回折装置(BL18)において、
He型中性子偏極デバイスを入射中性子の偏極子として用いて、単結晶鉄試料の偏極中性子回折実験を行った。その結果、期待されたブラッグピークの中性子スピン極性依存性が観られなかった。そこで、鉄試料内での偏極中性子の減偏極効果を調べるために、中性子源特性試験装置(BL10)においてBL18の実験で用いた単結晶鉄試料を透過した中性子の偏極度解析実験を実施した。その結果、試料内で中性子の偏極度が著しく減衰していることが分かった。また、試料内での中性子の減偏極効果を考慮すると、単結晶鉄試料の偏極中性子回折実験で観られたブラッグピークの中性子スピン極性依存性を定量的に説明することができた。会議では、単結晶鉄試料の透過中性子偏極度解析実験の結果を紹介するとともに、試料内での中性子の減偏極の原因について議論する予定である。
奥平 琢也; 奥 隆之; 酒井 健二; 猪野 隆*; 林田 洋寿*; 廣井 孝介; 篠原 武尚; 加倉井 和久*; 相澤 一也
no journal, ,
極He中性子スピンフィルターは
Heガスとアルカリ金属をガラスセルに封入した中性子偏極デバイスである。
He原子核の中性子吸収断面積は大きなスピン依存性をもち、偏極した
Heガスに中性子を透過させることにより、広いエネルギー範囲の中性子ビームを偏極させることが可能である。ガラスセルに円偏光レーザーを照射することによりスピン交換法(Spin Exchange Optical Pumping : SEOP)を用いて
He原子核を偏極させる。現在原子力機構(JAEA)ではJ-PARC MLFで使用するための
He中性子スピンフィルターの開発を進めている。最近では、Frequency Sweep AFP-NMRを用いた高速、かつ、ロスの少ない
Heスピン反転技術や電子スピン共鳴法を用いた中性子ビームを使わない
He偏極率の評価システムなどを導入した。また、
He中性子スピンフィルターを製作するための
Heガス封入システムの開発も行い、より高性能なスピンフィルターの開発に取り組み始めている。本発表ではJAEAにおける現在の開発の状況について報告する。
住田 貴之*; 森本 幸司*; 加治 大哉*; 大関 和貴*; 鹿取 謙二*; 酒井 隆太郎*; 長谷部 裕雄*; 羽場 宏光*; 米田 晃*; 吉田 敦*; et al.
no journal, ,
核融合反応による超重元素合成実験では、目的とする核反応が起こるエネルギー領域が狭いため、入射粒子のエネルギー設定が重要な課題となっている。本研究では、Pb(
Zn,
)反応による112番元素
Cn合成の励起関数を測定し、壊変特性の研究を行った。実験には、理化学研究所重イオン加速器施設RILACに設置された気体充填型反跳分離装置GARISを用いた。加速器で得られたエネルギー347.5, 351.5, 355.5MeVの
Znビームを厚さ約630
g/cm
の
Pb標的に照射し、核反応生成物をGARISによってSi検出器システムへと導いた。
Znビームエネルギー351.5MeVの条件で、
Cn起因の
崩壊連鎖
Cn(
1)
Ds(
2)
Hs(
3)
Sg(
4)
Rf(SF:自発核分裂)が1事象観測されたが、他のエネルギーでは観測されなかった。
Cnの
粒子エネルギーは
MeV、寿命は0.370msであった。われわれが2004年に行った研究の成果も含めると、このエネルギーでの
Cn生成断面積として
pbが得られた。
奥 隆之; 林田 洋寿*; 吉良 弘*; 酒井 健二; 廣井 孝介; 篠原 武尚; 坂口 佳史*; 猪野 隆*; 大山 研司*; Chang, L.-J.*; et al.
no journal, ,
He-NSFは、広いエネルギー範囲の中性子に対して有効に働き、特に数十ミリeV以上の高いエネルギー領域で有効であることから、磁気励起の研究などで役立つと期待されている。また、
He-NSFは、大きな立体角をカバーすることが出来、ほとんど散乱させることなく中性子を偏極できるので、小角散乱や反射率計の検極子としても適している。さらに、近年開発された偏極パルス中性子を用いた磁気イメージング法の実用化においても、
He-NSFは要のデバイスとして期待されている。そこで、J-PARCのようなパルス中性子実験施設において、
He-NSFを実用化するためには、装置を放射線の遮蔽体内に設置する必要があるため、装置を安定でかつセットアップや運転が容易なものにする必要がある。そこで、我々は体積型ホログラフィック回折格子を用いて、スピン交換型光ポンピング(SEOP)
He偏極システム用の小型レーザー光学系を開発し、それを用いてオンビームSEOP型
He-NSFシステムを構築した。会議では、このシステムの内容と、更なる性能向上の取り組みについて紹介する。
森本 幸司*; 森田 浩介*; 加治 大哉*; 羽場 宏光*; 大関 和貴*; 工藤 祐生*; 佐藤 望; 住田 貴之*; 米田 晃*; 市川 隆敏*; et al.
no journal, ,
Bi(
Zn,n)
113反応による113番元素合成実験を、理化学研究所の気体充填型反跳分離装置GARISを用いて行った。その結果、
113からの
崩壊連鎖が2つ観測され、崩壊連鎖中の既知核
Bhと
Dbの性質が文献で報告されたものと一致していたことを、新たな原子核
113及び
崩壊娘核
Rgと
Mtの発見の根拠とした。しかし
Bhは既知核であるものの、崩壊特性は詳しく知られていなかったため、今回は
Cm(
Na,5n)反応で直接
Bhを合成し、その性質の調査を行った。本研究により、直接合成された
Bhは
113の崩壊連鎖中に観測された
Bhと同様の性質を持つことが明らかになり、
113の合成に成功したことをより強力に裏付けることができた。
林田 洋寿*; 吉良 弘*; 鈴木 淳市*; 奥 隆之; 酒井 健二; 廣井 孝介; 篠原 武尚; 加倉井 和久; 相澤 一也; 新井 正敏; et al.
no journal, ,
He中性子スピンフィルターは、大立体角に対応でき、高エネルギー(数eV以下)中性子の偏極/検極を可能にする中性子偏極/検極デバイスである。この発表では
He核スピン偏極率を一定に保つことができ、安定した偏極中性子実験を可能とするSpin Exchange Optical Pumping (SEOP)方式の
He中性子スピンフィルター開発及びBL17写楽での偏極反射率測定およびBL10 NOBORUでの偏極イメージング実験について報告する。
奥 隆之; 吉良 弘*; 林田 洋寿*; 酒井 健二; 猪野 隆*; 廣井 孝介; 篠原 武尚; 加倉井 和久*; 鈴木 淳市*; 相澤 一也
no journal, ,
これまでにJ-PARCにおけるパルス中性子ビームの有効利用を目的として、広いエネルギー帯域の中性子偏極に有効なHe型中性子フィルター(
He-NSF)の開発および高度化に取り組んできた。
He-NSFは数十meVまでの高いエネルギーの中性子を、ビームを乱すこと無く偏極できる唯一のデバイスである。また、大きな断面積をカバーできることから、パルス偏極中性子を用いたイメージングにも有力なデバイスである。J-PARCの様な高強度パルス中性子源施設では、重厚な放射線遮蔽体内に装置を設置する必要があるため、我々はこれまでにコンパクトで使いやすい汎用的なレーザー光学系とそれを用いた
He中性子偏極フィルターシステムの開発に取り組んできた。また、最近、大きな断面積の中性子ビームを偏極するための高度化研究として、大型
He偏極子の実現に必要な、高強度コンパクトレーザー光学系の開発に取り組んでいる。会議では、これまでの成果について紹介するとともに、現在開発に取り組んでいる高強度コンパクトレーザー光学系について発表する。また、我々の開発体制の現状について報告し、今後の偏極子高度化研究の方針について議論する。