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論文

Design for detecting recycling muon after muon-catalyzed fusion reaction in solid hydrogen isotope target

奥津 賢一*; 山下 琢磨*; 木野 康志*; 中島 良太*; 宮下 湖南*; 安田 和弘*; 岡田 信二*; 佐藤 元泰*; 岡 壽崇; 河村 成肇*; et al.

Fusion Engineering and Design, 170, p.112712_1 - 112712_4, 2021/09

水素同位体を利用したミュオン触媒核融合($$mu$$CF)では、核融合によって2.2$$mu$$sの寿命を持つミュオンが再放出され、それが次の標的と新たな核融合を引き起こす。我々は、水素・重水素混合固体から放出されたミュオンを収集して輸送する同軸輸送管を新たに開発し、輸送のための加速電圧などについて検討したので報告する。

論文

Time evolution calculation of muon catalysed fusion; Emission of recycling muons from a two-layer hydrogen film

山下 琢磨*; 奥津 賢一*; 木野 康志*; 中島 良太*; 宮下 湖南*; 安田 和弘*; 岡田 信二*; 佐藤 元泰*; 岡 壽崇; 河村 成肇*; et al.

Fusion Engineering and Design, 169, p.112580_1 - 112580_5, 2021/08

重水素・三重水素混合固体標的に負ミュオン($$mu$$)を入射し、ミュオン触媒核融合反応($$mu$$CF)の時間発展をルンゲクッタ法によって計算した。核融合によって生成する中性子の強度や、固体標的から真空中に放出されるミュオン量を最大化する三重水素含有率を明らかにした。

論文

Negative muonium ion production with a C12A7 electride film

大谷 将士*; 深尾 祥紀*; 二ツ川 健太*; 河村 成肇*; 的場 史郎*; 三部 勉*; 三宅 康博*; 下村 浩一郎*; 山崎 高幸*; 長谷川 和男; et al.

Journal of Physics; Conference Series, 1350, p.012067_1 - 012067_6, 2019/12

 被引用回数:0 パーセンタイル:0.07

負ミューオニウムはそのユニークな性質から様々な科学の分野で応用される可能性がある。1980年代に真空中で初めて生成されて以来、仕事関数の低い物質を用いて負ミューオニウム生成効率を高めることが議論されてきた。アルミナセメントの構成物質であるC12A7は良く知られた絶縁体であるが、電子をドープすることで導体として振舞うことが近年発見された。このC12A7エレクトライドは2.9eVという比較的低い仕事関数を持ち、負イオン生成効率を示すと期待されている。本論文では、従来用いていたアルミニウム、C12A7エレクトライド、さらにステンレスターゲット用いた負ミューオニウムイオン生成効率の比較について述べる。測定された生成率は10$$^{-3}$$/sであり、現状セットアップではエレクトライドにおいても大きな生成率向上は確認されず、表面状態をより注意深く整える必要であることが推定される。また、生成された負ミューオニウムの平均エネルギーに材質依存はなく、0.2$$pm$$0.1keVであった。

論文

First muon acceleration using a radio-frequency accelerator

Bae, S.*; Choi, H.*; Choi, S.*; 深尾 祥紀*; 二ツ川 健太*; 長谷川 和男; 飯嶋 徹*; 飯沼 裕美*; 石田 勝彦*; 河村 成肇*; et al.

Physical Review Accelerators and Beams (Internet), 21(5), p.050101_1 - 050101_6, 2018/05

 被引用回数:11 パーセンタイル:81.67(Physics, Nuclear)

ミューオンがRF加速器によって初めて加速された。正ミューオンと電子の束縛状態である負ミューオニウムをアルミ標的中での電子獲得反応によって生成し、静電加速器により初期加速する。それを高周波四重極加速空洞(RFQ)によって89keVまで加速した。加速された負ミューオニウムは、偏向電磁石による運動量の測定と飛行時間により同定された。このコンパクトなミューオン加速器は、素粒子物理や物性物理などのミューオン加速器の様々な応用への第一歩である。

論文

First trial of the muon acceleration for J-PARC muon g-2/EDM experiment

北村 遼*; 大谷 将士*; 深尾 祥紀*; 河村 成肇*; 三部 勉*; 三宅 康博*; 下村 浩一郎*; 近藤 恭弘; 長谷川 和男; Bae, S.*; et al.

Proceedings of 8th International Particle Accelerator Conference (IPAC '17) (Internet), p.2311 - 2313, 2017/06

J-PARCにおいて、新しいミューオンg-2実験が計画されている。この実験では、超低温ミューオンを生成し、線形加速器によって再加速する。このミューオンリニアックの初段の加速構造として、RFQが用いられる。初期の加速試験において、J-PARCリニアックの予備機として製作されたRFQ(RFQ II)を用いる予定である。この論文では、初期の加速試験に用いる、アルミニウムのデグレーダを用いた低速ミューオン源の開発状況、また、このミューオン源を用いたミューオン加速のシミュレーション研究について述べる。

論文

Muon acceleration using an RFQ

近藤 恭弘; 長谷川 和男; 大谷 将士*; 三部 勉*; 深尾 祥紀*; 河村 成肇*; 三宅 康博*; 下村 浩一郎*; 北村 遼*; 石田 勝彦*; et al.

Proceedings of 28th International Linear Accelerator Conference (LINAC 2016) (Internet), p.992 - 995, 2017/05

J-PARCにおいて、新しいミューオンg-2実験が計画されている。この実験では、超低温ミューオンを生成し、線形加速器によって再加速する。このミューオンリニアックの初段の加速構造として、RFQが用いられる。初期の加速試験において、J-PARCリニアックの予備機として製作されたRFQ(RFQ II)を用いる予定である。この論文では、初期の加速試験に用いる、アルミニウムのデグレーダを用いた低速ミューオン源の開発状況、また、このミューオン源を用いたミューオン加速のシミュレーション研究について述べる。

論文

ミューオンg-2/EDM実験のためのRFQを用いたミューオン初期加速の現状

北村 遼*; 大谷 将士*; 深尾 祥紀*; 河村 成肇*; 三部 勉*; 三宅 康博*; 下村 浩一郎*; 近藤 恭弘; 長谷川 和男; 石田 勝彦*; et al.

Proceedings of 13th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (インターネット), p.476 - 479, 2016/11

J-PARCにおいて、新しいミューオンg-2実験が計画されている。この実験では、超低温ミューオンを生成し、線形加速器によって再加速する。このミューオンリニアックの初段の加速構造として、RFQが用いられる。初期の加速試験において、J-PARCリニアックの予備機として製作されたRFQ(RFQ II)を用いる予定である。この論文では、初期の加速試験に用いる、アルミニウムのデグレーダを用いた低速ミューオン源の開発状況、また、このミューオン源を用いたミューオン加速のシミュレーション研究について述べる。

論文

Measurements of electron-induced neutrons as a tool for determination of electron temperature of fast electrons in the task of optimization laser-produced plasma ions acceleration

榊 泰直; 西内 満美子; 前田 祥太; 匂坂 明人; Pirozhkov, A. S.; Pikuz, T.; Faenov, A.*; 小倉 浩一; 深見 智代; 松川 兼也*; et al.

Review of Scientific Instruments, 85(2), p.02A705_1 - 02A705_4, 2014/02

 被引用回数:2 パーセンタイル:13.22(Instruments & Instrumentation)

高強度レーザーとプラズマの相互作用によるイオン発生において、電子特性の計測は不可欠である。そのため、様々な計測手法が提案されているが、今回我々は、光核中性子反応による中性子を計測することで、精度よく電子特性の計測を行う新規性の高い手法を提案する。この手法は、イオン加速エネルギー計測と共にピークパワー1$$times$$10$$^{21}$$W/cm$$^{2}$$のJ-KARENレーザーによって実証された。イオン加速エネルギーと本手法による計測結果は極めて相関をもつことがわかり、改良を重ねて行けば非常に良い計測器になり得ることがわかった。

報告書

低レベル放射性廃棄物管理計画書

北村 高一; 林道 寛; 長谷川 信; 下村 敦彦; バックエンド推進部門バックエンド推進室

JAEA-Technology 2012-008, 57 Pages, 2011/11

JAEA-Technology-2012-008.pdf:1.47MB

本「低レベル放射性廃棄物管理計画書」(以下、「本計画」という)は、原子力機構において保管している放射性廃棄物及び今後発生する放射性廃棄物について、発生から保管,処理,処分に至るまでの総合的な管理計画をとりまとめたものである。本計画のとりまとめ及び改訂にあたっては、平成17年10月に原子力委員会が策定し閣議了解された原子力政策大綱において示されている方針をもとに、これまでの国及び関係機関による安全規制・基準等の策定や処分制度の整備の進捗等を踏まえつつ、安全の確保を前提として、合理的な放射性廃棄物の処理・処分が行えるように留意した。これまでに本計画を進めてきた過程で摘出された課題についても整理を行い、これらを順次解決しながら原子力機構の研究開発や事業計画へ反映していく計画とした。今後は本計画に基づき、放射性廃棄物の処理・処分に向けての具体的な作業を進め、技術開発の成果,国による処分の制度化や法整備の進捗等に応じて、適宜、本計画の改訂を図る等柔軟に対応していくものとする。

論文

J-PARC decay muon channel construction status

Strasser, P.*; 下村 浩一郎*; 幸田 章宏*; 河村 成肇*; 藤森 寛*; 牧村 俊助*; 小林 庸男*; 中原 一隆*; 加藤 峯夫*; 竹下 聡史*; et al.

Journal of Physics; Conference Series, 225, p.012050_1 - 012050_8, 2010/06

 被引用回数:11 パーセンタイル:95.51

The new Muon Science Facility (MUSE) that is now under construction at J-PARC in the Materials and Life Sciences Facility (MLF) building will comprise four types of muon channels. In the first stage, a conventional superconducting decay muon channel (D-Line) was constructed, which can extract surface (positive) muons with an expected muon yield of $$10^7$$/s and decay positive/negative muon up to 120 MeV/c, with an expected muon yield of a few $$10^6$$/s at 60 MeV/c for both positive and negative muons. This channel will be used for various kinds of muon experiments like $$mu$$SR, muon catalyzed fusion and nondestruction elements analysis.

論文

Birth of an intense pulsed muon source, J-PARC MUSE

三宅 康博*; 下村 浩一郎*; 河村 成肇*; Strasser, P.*; 牧村 俊助*; 幸田 章宏*; 藤森 寛*; 中原 一隆*; 門野 良典*; 加藤 峯夫*; et al.

Physica B; Condensed Matter, 404(5-7), p.957 - 961, 2009/04

 被引用回数:11 パーセンタイル:47.73(Physics, Condensed Matter)

ミュオン科学実験施設(MUSE)はJ-PARCの実験施設の一つである、MUSEは中性子とミュオン利用の実験施設である物質生命科学実験施設(MLF)の中にある。MLFの建屋建設は2004年にはじまり、2006年度末に完了した。われわれはそこにビームライン機器の設置を行っており、最初のミュオンビームが2008年の秋に発生する予定である。

論文

Status of J-PARC muon science facility at the year of 2005

三宅 康博*; 西山 樟生*; 河村 成肇*; 牧村 俊助*; Strasser, P.*; 下村 浩一郎*; Beveridge, J. L.*; 門野 良典*; 福地 光一*; 佐藤 伸彦*; et al.

Physica B; Condensed Matter, 374-375, p.484 - 487, 2006/03

 被引用回数:6 パーセンタイル:32.73(Physics, Condensed Matter)

物質生命科学実験施設の建屋の建設は2004年度の初めに開始された。2008年に加速器とビーム輸送系のコミッショニングが行われた後、2009年にはミュオンのユーザー利用が開始される。この論文ではJ-PARCミュオン科学実験施設建設の現状について述べる。

論文

J-PARC muon science facility with use of 3GeV proton beam

三宅 康博*; 河村 成肇*; 牧村 俊助*; Strasser, P.*; 下村 浩一郎*; 西山 樟生*; Beveridge, J. L.*; 門野 良典*; 佐藤 伸彦*; 福地 光一*; et al.

Nuclear Physics B; Proceedings Supplements, 149, p.393 - 395, 2005/12

J-PARCミュオン施設は物質生命科学実験施設の中に位置する。中性子標的の手前に置かれたミュオン標的から得られるミュオンを用いた研究が行われる。このJ-PARCミュオン科学施設の概要を報告する。

口頭

J-PARCミューオンg-2/EDM実験におけるミューオン加速実現に向けた低速ミューオン生成実験の結果報告と展望

北村 遼*; 深尾 祥紀*; 石田 勝彦*; 長谷川 和男; 半澤 光平*; 河村 成肇*; Kim, B.*; 近藤 恭弘; 三部 勉*; 三宅 康博*; et al.

no journal, , 

J-PARCミューオンg-2/EDM精密測定実験(E34実験)では、指向性の極めて高い極冷ミューオンビームにより、ミューオンg-2とEDMの超高精度同時測定を実現する。E34実験では極冷ミューオンビーム実現に向けて、ミューオン用線形加速器の開発を進めている。初段加速器RFQによる世界初のRFミューオン加速試験を目指して、予備実験である低速ミューオン源開発がJ-PARC MLFにて進行中である。日本物理学会ではこれまで低速ミューオン生成実験に向けて低速ミューオン用ビームライン構築及び検出器系の開発状況について報告を行ってきた。今回の講演では2016年2月25日に実施した初の低速ミューオン生成実験について、ビーム試験準備とそれに伴って実施した実験機器輸送について報告する。現在得られたビーム試験のデータ解析も進めており、TOF測定結果、MCP電荷分布評価、低速ミューオン強度評価など最新の解析進捗状況についても報告し、今後の展望を述べる。

口頭

J-PARC g-2/EDM実験に向けたRFQを用いた超低速ミュオンの加速

近藤 恭弘; 大谷 将士*; 深尾 祥紀*; 長谷川 和男; 林崎 規託*; 石田 勝彦*; 岩下 芳久*; 河村 成肇*; 北村 遼*; 三部 勉*; et al.

no journal, , 

J-PARCにおいて、先行実験とは全く異なる手法でのミュオンg-2/EDM精密測定実験を計画している。この実験の中核技術であるミュオンリニアックでは、初段加速器として高周波四重極リニアック(RFQ)を用いる。計画の初期段階では、J-PARCリニアック用に開発されたRFQを用いる予定であり、負水素イオン用に設計されたRFQを、ミュオン加速のためにヴェーン間電圧を1/9に下げて運転する。本発表では、この状態で超低速ミュオンを加速した場合のシミュレーションについて述べる。さらに我々は、ミュオンリニアック実現に向けた加速実証実験を計画している。ここで用いる低速ミューオン源として、迅速な加速実験遂行のために、実際のミュオンリニアックで用いるミューオニウム-イオン解離レーザー法による超低速ミュオン源に代えて、金属薄膜による低速ミュオン源を開発中である。RFQ後には、バックグランド除去のために偏向電磁石を設置する予定であるが、偏向電磁石後において、ビーム方向の位置を変えてプロファイルを測定することで、RFQ出口でのエミッタンスを測定する計画である。

口頭

RFQによるミューオン加速用低速ミューオン源のビーム評価

北村 遼*; 大谷 将士*; 近藤 恭弘; Bae, S.*; 深尾 祥紀*; 長谷川 和男; 飯沼 裕美*; 石田 勝彦*; 河村 成肇*; Kim, B.*; et al.

no journal, , 

ミューオンg-2/EDMの精密測定に向けてJ-PARC E34実験ではミューオンRF実証試験に向けた準備を進めている。RFQによるミューオン加速試験のミューオン源として、金属薄膜により減速した正ミューオン及び負ミューオニウムビームの強度測定を実施した。さらにRFQ入射ビームのエミッタンス評価に向けて減速正ミューオンビームのプロファイル測定も実施した。本講演ではビーム試験の解析結果について報告する。

口頭

RFQを用いたミューオン加速の準備状況

大谷 将士*; Bae, S.*; 深尾 祥紀*; 長谷川 和男; 飯沼 裕美*; 石田 勝彦*; 河村 成肇*; Kim, B.*; 北村 遼*; 近藤 恭弘; et al.

no journal, , 

J-PARCミューオンg-2実験(E34)では世界初のミューオン加速によって低エミッタンスビームを実現し、先行実験で主要な系統誤差であったビーム由来の系統誤差を排除して世界最高精度測定(0.14ppm)を目指している。我々はこれまで、J-PARC MLFにおいて世界初のミューオン加速に向けた基礎データを取得してきた。この結果に基づいてRFQによる加速試験を準備し、2017年11月に本試験を行う予定である。本講演では、試験の準備状況について報告する。

口頭

ルンゲクッタ法によるミュオン触媒核融合の時間発展の計算

山下 琢磨*; 奥津 賢一*; 木野 康志*; 中島 良太*; 宮下 湖南*; 安田 和弘*; 岡田 信二*; 佐藤 元泰*; 岡 壽崇; 河村 成肇*; et al.

no journal, , 

重水素・三重水素混合薄膜に覆われた水素固体標的に負ミュオン($$mu$$)を入射する実験系を想定し、ミュオン触媒核融合反応($$mu$$CF)の時間発展をルンゲクッタ法による逐次計算により分析した。ミュオン分子共鳴状態を含む$$mu$$CFサイクルを構築し、核融合によって生成する中性子強度、標的から再放出されるミュオン量を最大化する三重水素含有率を明らかにした。

口頭

J-PARC MLFでのdd-$$mu$$CF実験における中性子計測について

名取 寛顕*; 土居内 翔伍*; 石田 勝彦*; 木野 康志*; 三宅 康博*; 宮下 湖南*; 中島 良太*; 永谷 幸則*; 西村 昇一郎*; 岡 壽崇; et al.

no journal, , 

J-PARCにおいて、トリチウムと重水素を用いたdtミュオン触媒核融合反応($$mu$$CF)を利用して超低速負ミュオンビームを開発し、走査型負ミュオン顕微鏡の技術確立を目指す計画が進行中である。2020年3月に真空容器内に1mm厚の水素/重水素(混合比99.9%/0.1%)のミュオン静止層の上に数$$mu$$m厚の重水素層を加えた固体水素・重水素ターゲットを作成し、J-PARC D2ビームラインにおいて負ミュオンを照射するビーム試験を行った。本講演では特に中性子の測定について報告を行う。

口頭

ミュオン分子内核反応後に放出されたミュオンの測定,1; ミュオン特性X線による検出法の開発

奥津 賢一*; 木野 康志*; 中島 良太*; 宮下 湖南*; 安田 和弘*; 山下 琢磨*; 岡田 信二*; 佐藤 元泰*; 岡 壽崇; 河村 成肇*; et al.

no journal, , 

ミュオン触媒核融合($$mu$$CF)は素粒子の一つである負ミュオンが触媒のように振舞いながら水素同位体間の核融合を起こす反応である。$$mu$$CF反応は、反応後のミュオンの運動エネルギー分布幅が小さい点や単色の中性子を放出する性質から、非破壊検査に威力を発揮できる運動量の揃った高品質なミュオンビーム源や高品質な第3の中性子源として注目されるようになった。本研究では、核反応後のミュオンをビームラインとは別軸に引き出すと共にミュオンを集めながら輸送する同軸輸送管を新たに開発した。また、同軸輸送管の先にチタン箔を設置し、チタンのミュオン特性X線を利用して再生ミュオンの検出を行った。

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