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論文

New precise measurements of muonium hyperfine structure at J-PARC MUSE

Strasser, P.*; 阿部 充志*; 青木 正治*; Choi, S.*; 深尾 祥紀*; 東 芳隆*; 樋口 嵩*; 飯沼 裕美*; 池戸 豊*; 石田 勝彦*; et al.

EPJ Web of Conferences, 198, p.00003_1 - 00003_8, 2019/01

 被引用回数:13 パーセンタイル:99.33

High precision measurements of the ground state hyperfine structure (HFS) of muonium is a stringent tool for testing bound-state quantum electrodynamics (QED) theory, determining fundamental constants of the muon magnetic moment and mass, and searches for new physics. Muonium is the most suitable system to test QED because both theoretical and experimental values can be precisely determined. Previous measurements were performed decades ago at LAMPF with uncertainties mostly dominated by statistical errors. At the J-PARC Muon Science Facility (MUSE), the MuSEUM collaboration is planning complementary measurements of muonium HFS both at zero and high magnetic field. The new high-intensity muon beam that will soon be available at H-Line will provide an opportunity to improve the precision of these measurements by one order of magnitude. An overview of the different aspects of these new muonium HFS measurements, the current status of the preparation for high-field measurements, and the latest results at zero field are presented.

論文

Nuclear magnetic field in solids detected with negative-muon spin rotation and relaxation

杉山 純*; 梅垣 いづみ*; 野崎 洋*; 髭本 亘; 濱田 幸司*; 竹下 聡史*; 幸田 章宏*; 下村 浩一郎*; 二宮 和彦*; 久保 謙哉*

Physical Review Letters, 121(8), p.087202_1 - 087202_5, 2018/08

 被引用回数:15 パーセンタイル:71.67(Physics, Multidisciplinary)

Using an intense negative muon source, we have studied the internal magnetic fields in a powder sample of magnesium hydride. By extracting the signal from the negative muon captured on Mg nuclei, we found that the negative muon spin rotation and relaxation spectra clearly showed a Kubo-Toyabe type relaxation, which indicates a random magnetic field at the Mg site. The field distribution width obtained is very consistent with the predicted value at the Mg site estimated by dipole field calculations, supporting our claim to have observed the nuclear magnetic fields of hydrogens in magnesium hydride.

論文

New precise measurement of muonium hyperfine structure interval at J-PARC

上野 恭裕*; 青木 正治*; 深尾 祥紀*; 東 芳隆*; 樋口 嵩*; 飯沼 裕美*; 池戸 豊*; 石田 勝彦*; 伊藤 孝; 岩崎 雅彦*; et al.

Hyperfine Interactions, 238(1), p.14_1 - 14_6, 2017/11

 被引用回数:3 パーセンタイル:87.03

MuSEUM is an international collaboration aiming at a new precise measurement of the muonium hyperfine structure at J-PARC (Japan Proton Accelerator Research Complex). Utilizing its intense pulsed muon beam, we expect a ten-fold improvement for both measurements at high magnetic field and zero magnetic field. We have developed a sophisticated monitoring system, including a beam profile monitor to measure the 3D distribution of muonium atoms to suppress the systematic uncertainty.

論文

改良9Cr-1Mo鋼製円筒容器の耐震座屈評価法に関する研究

岡藤 孝史*; 三浦 一浩*; 佐郷 ひろみ*; 村上 久友*; 久保 幸士*; 佐藤 健一郎*; 若井 隆純; 下村 健太

日本機械学会M&M2017材料力学カンファレンス講演論文集(インターネット), p.591 - 595, 2017/10

次世代高速炉の容器は、容器径が増大し、相対的に薄肉化することに加え、近年の想定地震荷重の増大に対応するため水平免震化されることにより、長周期の水平地震荷重が負荷された状態で、相対的に大きな鉛直荷重を繰り返し受けることになる。加えて、容器材料として、従来のオーステナイト系ステンレス鋼のほか、高降伏応力かつ加工硬化係数の小さい改良9Cr-1Mo鋼の適用も見込まれる。高速炉高温構造設計規格で規定されている座屈評価法は、厚肉容器の塑性座屈を主対象としており、繰返し荷重の影響も考慮されていない。そこで、既往研究の知見も踏まえ、薄肉円筒容器構造の軸圧縮、曲げ、せん断の弾性座屈とそれらの相互作用、および鉛直荷重の繰返し負荷による座屈荷重低下を考慮でき、かつ改良9Cr-1Mo鋼製容器にも適用可能な新たな座屈評価式を提案し、改良9Cr-1Mo鋼製円筒容器に対する座屈試験と数値解析を実施し、当該座屈評価法の適用性と解析精度を検討した。

論文

Materials and Life Science Experimental Facility at the Japan Proton Accelerator Research Complex, 4; The Muon Facility

髭本 亘; 門野 良典*; 河村 成肇*; 幸田 章宏*; 小嶋 健児*; 牧村 俊助*; 的場 史郎*; 三宅 康博*; 下村 浩一郎*; Strasser, P.*

Quantum Beam Science (Internet), 1(1), p.11_1 - 11_24, 2017/06

ミュオン科学実験施設はJ-PARCにおいて中性子, ハドロン, ニュートリノ各施設と並ぶ利用施設である。ミュオン施設では、物質生命科学実験棟において中性子実験施設と共有している高エネルギーの陽子により発生させたミュオンを用いて様々な科学研究に用いている。本レビューではミュオン科学実験施設の現状について報告する。

論文

New muonium HFS measurements at J-PARC/MUSE

Strasser, P.*; 青木 正治*; 深尾 祥紀*; 東 芳隆*; 樋口 嵩*; 飯沼 裕美*; 池戸 豊*; 石田 勝彦*; 伊藤 孝; 岩崎 雅彦*; et al.

Hyperfine Interactions, 237(1), p.124_1 - 124_9, 2016/12

 被引用回数:7 パーセンタイル:92.26

At the Muon Science Facility (MUSE) of J-PARC (Japan Proton Accelerator Research Complex), the MuSEUM collaboration is planning new measurements of the ground state hyperfine structure (HFS) of muonium both at zero field and at high magnetic field. The previous measurements were performed both at LAMPF (Los Alamos Meson Physics Facility) with experimental uncertainties mostly dominated by statistical errors. The new high intensity muon beam that will soon be available at MUSE H-Line will provide an opportunity to improve the precision of these measurements by one order of magnitude. An overview of the different aspects of these new muonium HFS measurements, the current status of the preparation, and the results of a first commissioning test experiment at zero field are presented.

論文

Tuning of ultra-slow muon transport system

足立 泰平*; 池戸 豊*; 西山 樟生*; 薮内 敦*; 長友 傑*; Strasser, P.*; 伊藤 孝; 髭本 亘; 小嶋 健児*; 牧村 俊助*; et al.

JPS Conference Proceedings (Internet), 8, p.036017_1 - 036017_4, 2015/09

We report on the tuning of the ultra-slow muon beam line at J-PARC MUSE using Li impurities in a tungsten muonium production target in place of positive muons. Li ions were evaporated from the tungsten target by heating it up to 2000K and were transported in the ultra-slow muon beam line. The Li ion beam was monitored by micro channel plates installed at several points in the beam line. The Li beam was successfully transported to the end of the beam line after optimization of beam line parameters.

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:11.84(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。

論文

Real-time observation of crystallographic tilting InGaAs layers on GaAs offcut substrates

西 俊明*; 佐々木 拓生; 池田 和磨*; 鈴木 秀俊*; 高橋 正光; 下村 憲一*; 小島 信晃*; 大下 祥雄*; 山口 真史*

AIP Conference Proceedings 1556, p.14 - 17, 2013/09

 被引用回数:0 パーセンタイル:0.01

${it In situ}$ X-ray reciprocal space mapping during In$$_{x}$$Ga$$_{1-x}$$As/GaAs(001) MBE growth is performed to investigate effects of substrate misorientations on crystallographic tilting. It was found that evolution of the crystallographic tilt for the InGaAs films is strongly dependent on both layer structures and substrate misorientations. We discuss these observations in terms of an asymmetric distribution of dislocations.

論文

Response of fusion gain to density in burning plasma simulation on JT-60U

竹永 秀信; 久保 博孝; 末岡 通治; 川俣 陽一; 吉田 麻衣子; 小林 進二*; 坂本 宜照; 飯尾 俊二*; 下村 浩司*; 市毛 尚志; et al.

Nuclear Fusion, 48(3), p.035011_1 - 035011_6, 2008/03

 被引用回数:3 パーセンタイル:13.49(Physics, Fluids & Plasmas)

JT-60Uでは、DT核融合反応率の温度依存性を考慮した燃焼模擬実験手法を開発してきた。ここでは、密度とイオン温度の実時間計測値を用いてアルファ加熱模擬用の加熱パワーを計算している。核融合炉での燃料密度制御による燃焼制御性を解明するために、模擬外部加熱パワー一定のもとでの模擬核融合増倍率の密度に対する応答を調べた。イオン温度10$$sim$$20keVでの温度依存性に相当するイオン温度の2乗に比例する核融合反応率を仮定した場合には、密度の2乗より強い模擬核融合増倍率の密度依存性を観測した。1.5次元輸送コードの解析により、この強い密度依存性は閉じ込め特性の変化と圧力分布の変化により引き起こされていることを明らかにした。一方、イオン温度40$$sim$$100keVでの温度依存性に相当するイオン温度に依存しない核融合反応率を仮定した場合には、閉じ込め特性の変化や圧力分布の変化によらず模擬核融合増倍率は密度の2乗に比例した。

論文

Burn control simulation experiments in JT-60U

下村 浩司*; 竹永 秀信; 筒井 広明*; 三又 秀行*; 飯尾 俊二*; 三浦 幸俊; 谷 啓二; 久保 博孝; 坂本 宜照; 平塚 一; et al.

Fusion Engineering and Design, 82(5-14), p.953 - 960, 2007/10

 被引用回数:3 パーセンタイル:25.99(Nuclear Science & Technology)

燃焼プラズマの制御性を明らかにするために、JT-60Uにおいて自己加熱模擬用と外部加熱模擬用の2つのNBグループを用いた燃焼制御模擬実験を行った。自己加熱模擬用では、中性子発生率に比例して加熱パワーを入射した。外部加熱模擬用では、蓄積エネルギー帰還制御を適用した。ELMy Hモード及び負磁気シアプラズマとも、自己加熱模擬用NBパワーが増加した場合には、外部加熱模擬用NBパワーが減少することにより蓄積エネルギーは一定に維持された。しかしながら、負磁気シアプラズマでは、ELMy Hモードプラズマと比べて外部加熱模擬用NBパワーの変動は大きく、制御裕度を大きくとる必要がある。両プラズマでの違いの原因を明らかにするために、非定常輸送解析コードTOPICSに燃焼制御模擬ロジックを組み込んだ。実験データから評価された実効的な粒子拡散係数と熱拡散係数を用いて計算を行った結果、負磁気シアプラズマで外部加熱模擬用NBパワーの振動が大きくなることは再現できなかった。また、熱拡散係数が温度依存性を持つと仮定した場合でも、外部加熱模擬用NBパワーの振動が大きくなることは観測されなかった。拡散係数の違い及びその温度依存性では両プラズマでの実験結果の違いを説明できないと考えられる。

論文

X ray diffraction measurements in a double-stage multianvil apparatus using ADC anvils

入舩 徹男*; 黒田 幸治*; 西山 宣正*; 井上 徹*; 船守 展正*; 内田 雄幸*; 八木 健彦*; 内海 渉; 宮島 延吉*; 藤野 清志*; et al.

Geophysical Monograph 101 (Properties of Earth and Planetary Materials at High Pressure and Temperature), p.1 - 8, 1998/00

従来のWCアンビルに代わる材料として焼結ダイヤモンドが注目されている。シリコン系のバインダーを用いたADC焼結ダイヤモンドは、X線吸収が少ないため、放射光実験に適していると考えられる。本ADCアンビルを用いて、2段式マルチアンビル装置での加圧実験を行い、放射光と組み合わせての能力を試験した。

口頭

JT-60Uにおける燃焼模擬実験による燃焼制御研究

竹永 秀信; 久保 博孝; 坂本 宜照; 吉田 麻衣子; 平塚 一; 市毛 尚志; 末岡 通治; 川俣 陽一; 三浦 幸俊; 飯尾 俊二*; et al.

no journal, , 

JT-60Uにおいて、燃焼プラズマの制御性を明らかにするために、燃焼模擬実験による燃焼制御の研究を行った。DT核融合反応係数の温度依存性を考慮するために、電子密度(n$$_{e}$$)及びイオン温度(T$$_{i}$$)の実時間計測値から自己加熱パワーを計算するロジックを開発した。ここでは、自己加熱パワーは、P$$_{NB}^{alpha}$$=n$$_{e}^{2}$$ x f(T$$_{i}$$)で計算される。fはDT核融合反応係数の温度依存性を考慮するための関数である。同ロジックを用いて、NB加熱開始時の密度上昇とガスパフによる密度上昇に対するELMy Hモードプラズマの応答特性を調べた。f$$propto$$T$$_{i}^{2}$$と仮定した場合の依存性はイオン温度10-20keV程度でのDT核融合反応係数に相当し、f$$propto$$T$$_{i}^{0}$$と仮定した場合の依存性はイオン温度40-100keV程度に相当する。前者では、ロジック適用後、密度及びイオン温度の上昇と自己加熱パワーの増加のループにより、入射可能NBユニット数の上限に達した。その後、閉じ込め劣化により温度が減少している。ガスパフを行った場合は、密度は若干上昇したが閉じ込め劣化によりイオン温度が密度の上昇より大きく低下し、自己加熱模擬用NBパワーは減少を始めた。その後、加熱パワーと温度の減少にループが観測された。一方、後者ではNB加熱と密度の相関が弱いために、上記のようなループは観測されない。このように、異なるDT核融合反応係数のイオン温度依存性に対して、異なる応答特性を示すことを明らかにした。

口頭

JT-60Uにおける燃焼模擬実験の数値シミュレーション

下村 浩司*; 竹永 秀信; 筒井 広明*; 三又 秀行*; 飯尾 俊二*; 三浦 幸俊; 谷 啓二; 久保 博孝; 平塚 一; 市毛 尚志; et al.

no journal, , 

JT-60Uにおいて、燃焼プラズマの制御性を調べるため、中性粒子ビーム加熱をDD中性子発生率に比例した自己加熱模擬グループと帰還制御により蓄積エネルギーを一定に保つ外部加熱模擬グループに分けたロジックを適用した。核融合出力Q$$sim$$10-30程度の燃焼プラズマの自律性をELMy Hモード及び内部輸送障壁(ITB)を有する負磁気シアプラズマにおいて模擬した場合に、同ロジックによる燃焼制御が可能であることを明らかにした。しかしながら、負磁気シアプラズマでは外部加熱模擬ユニットに激しい変動が起こった。これは実際のDT炉でITBを有する負磁気シアプラズマを適用した場合の難制御性を示していると考えられる。この物理的要因を解明するため、1.5次元輸送解析による数値シミュレーションを行った。熱拡散係数にさまざまな物理的依存性を与え、観測された波形とシミュレーション波形を比較した。その結果、プラズマ蓄積エネルギーを一定に保つために必要な外部加熱模擬グループパワーの変動は、温度や密度,密度勾配などに依存した熱拡散係数の遅い変化では再現できないことがわかった。実験結果を再現するためには、加熱パワーに依存した熱拡散係数の早い変化が必要であることを明らかにした。

口頭

福島の復興に向けた楢葉遠隔技術開発センターにおける人材育成の試み; レーザー技術およびロボット技術の夏期実習

西村 昭彦; 羽成 敏秀; 中村 将輝; 松永 幸大; 下村 拓也; 大道 博行; 中井 宏二; 山田 大地; 井崎 賢二; 川妻 伸二

no journal, , 

平成27年度の原子力機構での夏期休暇実習生制度の実施内容のうち、遠隔技術として深く関連する要素技術としてロボット技術及びレーザー応用技術について実施報告を行う。廃止措置技術の中核となる遠隔技術開発では、ロボット、放射線計測、レーザー応用等の幅広い先端技術に取り組める人材を養成することを目的とする。ロボットについては、原子炉構造に合わせた特殊形状のロボット開発が福島原子力発電所の現場で進められている。これまで、原子力機構でも遠隔操作可能なロボットを開発した。これは、移動のためのクローラと作業のためのアームを備えている。この基本機能とその操作に習熟する学習内容とした。また、高出力レーザーの適用はロボットへのセンサー搭載に続く先のことになる。レーザー切断が可能となれば、加熱による溶融と高速ガスによる溶融部分の除去により切断が進むことを模擬実験により学習した。平成28年度は楢葉地区での活動に傾注する。このため、大学・高等専門学校側の教育内容と受け入れ側である原子力機構の実施内容の刷りあわせが重要である。

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