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河村 聖子; 高橋 竜太*; 石角 元志*; 山内 康弘*; 中村 雅俊*; 大内 啓一*; 吉良 弘*; 神原 理*; 青山 和弘*; 坂口 佳史*; et al.
Journal of Neutron Research, 21(1-2), p.17 - 22, 2019/05
MLF試料環境チーム低温・マグネットグループは、J-PARC MLFにおいて、利用者の実験のための冷凍機やマグネットの運用を行っている。これまでトップローディング型
He冷凍機、ボトムローディング型
He冷凍機、希釈冷凍機インサート、超伝導マグネットを導入してきた。これらの機器の使用頻度は、ビーム出力、課題数の増加に伴い、ここ2年間で急激に高くなってきている。この状況に対応するために運用経験を加味しながら、これらの機器の性能向上作業を進めている。例えば、He冷凍機の制御ソフトには、自動の初期冷却および再凝縮のプログラムが備わっていたが、新たに、He potにヒーターを焚くことなくsorbの温度制御のみでHe potを温調するプログラムも作成した。また2017年は、超伝導マグネット用に、揺動型ラジアルコリメーター付きのOVCテールを製作した。このラジアルコリメーターの導入によりデータの質は劇的に向上し、中性子非弾性散乱実験でも超伝導マグネットが使用できるようになった。
山内 邦仁; 岡野 潤; 島田 勝弘; 大森 栄和; 寺門 恒久; 松川 誠; 小出 芳彦; 小林 和容; 池田 佳隆; 福本 雅弘; et al.
JAEA-Technology 2015-053, 36 Pages, 2016/03
JAEA-Technology-2015-053.pdf:8.33MB
JT-60SA計画は、日本の実施機関である原子力機構と欧州の実施機関であるFusion for Energy(F4E)が物納貢献により共同で進める国際事業である。欧州側では超伝導トロイダル磁場コイルの他、磁場コイル用電源の主要機器や極低温システム等を分担するが、F4Eの総括のもとで各国の指定研究機関が欧州のメーカーと契約し、その欧州のメーカーが那珂研での現地据付・調整試験までを行う。このため、原子力機構にとっては直接の契約がないにも係らず、欧州の作業員に対する作業管理や安全管理を行わなければならないという非常に難しい課題があった。本報告は、JT-60SA計画において、欧州の作業員による最初の那珂研での現地作業であるクエンチ保護回路の据付・調整試験を遂行するにあたって、欧州側との事前の密な交渉の結果として合意し、構築・実施した作業管理や安全管理の取組み、およびそれらをもとに完遂した欧州作業についてまとめたものである。これらの取組みの結果、欧州作業員によるクエンチ保護回路の現地据付調整作業を無事故で完遂させることができ、日欧双方にとって非常に大きな成果となった。
梶本 亮一; 中村 充孝; 稲村 泰弘; 蒲沢 和也*; 池内 和彦*; 飯田 一樹*; 石角 元志*; 中島 健次; 河村 聖子; 中谷 健; et al.
JAEA-Conf 2015-002, p.319 - 329, 2016/02
4SEASONS (
) is one of the three chopper spectrometers operating in MLF at J-PARC, and covers thermal neutron region (
- 
meV) with relaxed resolution and high flux. The repetition rate multiplication by the Fermi chopper on this short length (18 m between the source and the sample) spectrometer enables wide-band multiple-incident-energy (multi-
) measurements, which proved to be useful in observing hierarchical structures in excitations over a large energy scale. On the other hand, the upgrading work of the spectrometer has been continued since the first inelastic scattering experiment in 2009. For examples, we took several measures to suppress background, installed new detectors recently, and are developing a new Fermi chopper now. In the presentation, we show examples of scientific outputs from the spectrometer which benefit from the multi- measurements, and recent or planned upgrades of the instrument.
榊 泰直; 西内 満美子; 前田 祥太; 匂坂 明人; Pirozhkov, A. S.; Pikuz, T. A.; 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：10.04(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
10
W/cm
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。
田中 宏和; 山内 一浩*; 長谷川 博一*; 宮元 展義; 小泉 智; 橋本 竹治
Physica B; Condensed Matter, 385-386(1), p.742 - 744, 2006/11
被引用回数：25 パーセンタイル：68.89(Physics, Condensed Matter)重水素化ベンゼン中でスチレンモノマーとイソプレンモノマーを共存させ、sec-ブチルリチウムを開始剤としてリビングアニオン重合を行った。これによりポリスチレンとポリイソプレンからなるブロック共重合体を合成した。この合成過程を中性子小角散乱(SANS),ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC),紫外可視光吸収スペクトル(UV-vs)により時間分割的に測定し、重合に伴う構造形成の様子をその場・実時間観察した。その結果、重合初期にはまずイソプレンモノマーが優先的に重合されてポリイソプレンが生成し、系内のイソプレンモノマーが消費されたのちスチレンモノマーの重合が始まり、ポリイソプレン-ポリスチレンブロック共重合体が生成することがGPC, UV-vsの結果から明らかとなった。また、この重合過程において、溶液内で高分子鎖は単独では存在せず、数本が集まって会合体を形成していることがSANSから明らかとなった。さらには、重合初期のポリイソプレンが生成している時間領域では、その会合数が4であるが、重合後期にスチレンモノマーの重合が始まると、会合数が2に急激に減少することが明らかとなった。
宮元 展義; 山内 一浩*; 長谷川 博一*; 橋本 竹治; 小泉 智
Physica B; Condensed Matter, 385-386(1), p.752 - 755, 2006/11
被引用回数：5 パーセンタイル：25.94(Physics, Condensed Matter)イソプレン及びスチレンのリビングアニオン重合過程を時間分解中性子小角散乱(SANS)及びゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)により測定し、イオン性のリビング末端が形成する会合体について以下のことを明らかにした。反応の溶媒には重水素化ベンゼン、開始剤にはsec-BuLiを用いた。イソプレンの系(最終分子量5300g/mol)では時間とともに散乱強度が増加する様子が観察された。GPCにより測定した分子量の時間変化に関するデータを用いることで、時間分解SANSにより得られる散乱曲線を定量的に解析し、会合数の時間変化を明らかにした。一方、リビング重合を停止させるとSANSプロファイルは大きく変化し、散乱強度は大きく減少した。この結果は、重合停止に伴う末端会合の解消を示唆している。
-polystyrene山内 一浩*; 長谷川 博一*; 橋本 竹治; 田中 宏和; 元川 竜平; 小泉 智
Macromolecules, 39(13), p.4531 - 4539, 2006/06
被引用回数：42 パーセンタイル：73.17(Polymer Science)本稿では、ポリスチレンとポリイソプレンからなるジブロック共重合体のリビングアニオン重合過程を、時間分割中性子小角散乱法を用いて追跡した結果について報告した。重合反応過程では、始めにポリイソプレン鎖の成長が起こり、次にその末端からポリスチレン鎖が形成されることでブロック化が進行する。その際、ブロック共重合体の分子量と溶液濃度の上昇に伴うミクロ相分離、及びシリンダー構造からラメラ構造への転移を観察することに成功した。また、中性子小角散乱測定の結果からアニオン性の活性末端を有する高分子鎖が、溶液中で会合体を形成していることが明らかにされ、会合体を形成する高分子鎖の本数についても考察を行った。この会合体は、モノマーの反応速度(生長反応速度)を制御していると考えられ、化学反応と構造形成が密接に関わり合うことを示すことができた。
河西 敏*; 神谷 健作; 篠原 孝司; 川島 寿人; 小川 宏明; 上原 和也; 三浦 幸俊; 岡野 文範; 鈴木 貞明; 星野 克道; et al.
Fusion Science and Technology, 49(2), p.225 - 240, 2006/02
被引用回数：3 パーセンタイル：23.16(Nuclear Science & Technology)約30台の計測装置から構成されているJFT-2Mの計測診断システムは、プラズマ生成,制御,平衡,安定性,閉込め,NBIやRF(LH, ICRF, ECH)による加熱,RFによる電流駆動の研究に使用されてきた。このうち、運動シュタルク効果を利用した偏光計,荷電交換反応分光器,重イオンビームプローブ,飛行時間測定法による中性粒子測定器等は、Hモード,高リサイクリング定常(HRS)Hモードの閉込め改善機構の解明や運転領域の探求に貢献した。赤外テレビカメラ,損失イオンプローブは、リップル損失粒子による壁への熱負荷,主プラズマからの損失するイオンに関する研究でそれぞれ重要な役割を果たした。この論文は、これらの計測機器についてレビューしたものである。
都筑 和泰*; 木村 晴行; 草間 義紀; 佐藤 正泰; 川島 寿人; 神谷 健作; 篠原 孝司; 小川 宏明; 上原 和也; 栗田 源一; et al.
Fusion Science and Technology, 49(2), p.197 - 208, 2006/02
被引用回数：11 パーセンタイル：58.32(Nuclear Science & Technology)低放射化フェライト鋼は核融合原型炉のブランケット構造材の有力候補である。しかし、強磁性体であるため、プラズマの生成,制御,閉じ込め,安定性等に悪影響を与えることが懸念されていた。また、酸素不純物の吸蔵量が大きいことから、プラズマ中に不純物を放出することも懸念された。JFT-2Mでは段階的にフェライト鋼を導入して適合性試験を進めた。その最終段階では、真空容器内壁の全面にフェライト鋼を設置して実験を行った。プラズマ生成,制御に関しては、フェライト鋼によって生成される磁場が、外部磁場の10%程度であり、トカマクプラズマが既存の制御系で生成可能であることを示した。また、高規格化ベータプラズマに対する適合性を調べる実験を行い、フェライト鋼壁の存在下でも原型炉の運転領域に相当する規格化ベータ3.5程度のプラズマが生成できることを実証した。壁に近づけると不安定性の成長速度が遅くなることを示し、フェライト鋼壁が非磁性導体壁と同様の壁安定化効果を持つことを示した。低ベータでのロックトモード,Hモード遷移等にも悪影響は観測されなかった。以上のように、フェライト鋼の原型炉への適用に対し見通しを与える結果が得られた。
小川 宏明; 山内 有二*; 都筑 和泰; 川島 寿人; 佐藤 正泰; 篠原 孝司; 神谷 健作; 河西 敏; 草間 義紀; 山口 薫*; et al.
Journal of Nuclear Materials, 329-333(Part1), p.678 - 682, 2004/08
被引用回数：4 パーセンタイル：28.34(Materials Science, Multidisciplinary)JFT-2Mでは原型炉の構造材として有力視されている低放射化フェライト鋼(F82H)を段階的に真空容器内に設置して高性能プラズマとの適合性を試験する「先進材料プラズマ適合性試験」を実施している。フェライト鋼はその化学的特性(錆びやすい)から酸素不純物の増加が懸念されている。また、重水素保持特性に関してはこれまで十分なデータの蓄積がない。そこで、フェライト鋼を真空容器内壁の20%に設置した場合と全面に設置した場合の不純物挙動を分光診断で測定した。その結果、真空容器内壁全面に設置した場合であっても、プラズマが直接相互作用をしない位置に設置した場合では、不純物放出が大きな問題とならないことを示す結果を得た。また、フェライト鋼の重水素保持特性では、重水素はおもに酸化層に吸蔵され、機械研摩等により酸化層を除去した状態では、構造材として広く用いられているSUS-316Lと同様であることを示す結果を得た。
山口 薫*; 山内 有二*; 廣畑 優子*; 日野 友明*; 都筑 和泰
真空, 46(5), p.449 - 452, 2003/05
低放射化フェライト鋼は原型炉の候補材料であり、その燃料水素保持特性及びエロージョン特性評価は、原型炉におけるプラズマ壁相互作用の観点から非常に重要である。北海道大学においては、重水素のイオンビームを低放射化フェライト鋼に照射して、昇温脱離法によって水素吸蔵量を評価した。試料としては、3年程度大気中に放置したものと、鏡面研摩したものの2種類を用意した。オージェ電子分光法で組成分布を測定したところ、鏡面研摩の場合は酸化層が10nm以下であるのに対し、大気にさらした試料は80nm程度の酸化層ができていることがわかった。水素吸蔵量に関しては、水素照射量が少ない内は、大気にさらした試料の方が一桁程度大きいが、照射量が増えるにつれ差は小さくなった。照射量が51018D/cmの場合、両者の吸蔵料はほぼ一致し、ステンレス鋼と同程度であった。これは、水素イオン照射により表面酸化層が除去されたことに対応すると考えられる。
梶本 亮一; 中村 充孝; 稲村 泰弘; 蒲沢 和也*; 池内 和彦*; 飯田 一樹*; 石角 元志*; 鈴木 淳市*; 中島 健次; 河村 聖子; et al.
no journal, ,
四季は現在J-PARC・MLFで稼働中の3台のチョッパー分光器の1つで、3台の中でも特に熱中性子領域において高効率の非弾性散乱測定を可能にすることを目的としている。装置が事実上稼働を開始した2009年6月から4年が経ち、装置整備の進展に合わせて一般課題数も増加してきており、その結果、超伝導体,磁性体,誘電体等で様々な成果が得られつつある。現在もさらに装置の性能や利用環境の向上を図り、測定効率をさらに高める新たなデータ測定モードの構築、試料環境からのバックグラウンドを抑えるラジアルコリメータ、強度の大幅な増大が見込まれるチョッパーの改良等の整備も進めている。本発表では四季で最近の装置整備や実験課題の実施状況、成果例を紹介する。
梶本 亮一; 中村 充孝; 稲村 泰弘; 中島 健次; 河村 聖子; 中谷 健; 神原 理*; 久保 直也; 青山 和弘; 川上 一弘; et al.
no journal, ,
四季は現在J-PARC・MLFで稼働中の3台のチョッパー分光器の1つで、3台の中でも特に熱中性子領域において高効率の非弾性散乱測定を可能にすることを目的としている。共用ビームラインの1台としてユーザー利用に供されているが、性能および操作性・安全性のさらなる向上を目指して装置のアップデートも続けられている。本発表では、新しい単色化チョッパーの導入、検出器増設、データ収集・解析環境の更新等、最近四季で行われたアップデートの状況について報告する。
萩原 雅人; 鳥居 周輝*; 山内 沙羅*; 齊藤 高志*; 神山 崇*; 森 一広*
no journal, ,
粉末中性子回折は物質科学を支える強力な手段であり、物質構造科学上の知見を得る手段として定着している。その中で、高分解能回折実験は、通常の分解能での回折実験では得られない、あるいは得るのが難しい科学的知見をもたらしてきた。一例を挙げれば、英国ISISの高分解能粉末中性子回折装置HRPDは、フラーレンの相転移や負の熱膨張の結晶学的研究などの当時の他の中性子回折装置では難しい科学的知見を物質科学にもたらした。MLFに設置されているSuperHRPDは中性子回折計では世界最高分解能(
d/d=0.0365%)をもち、強度やS/Nにおいては他のTOF回折装置より優れている。Super-HRPDの目指すサイエンスは装置性能を生かし、他の装置では観測されなかったSymmetry Breakingを発見し新しい科学的知見に繋げることであり、表題のタイトルでプロジェクト型S型課題2019S05を推進している。量子磁性体や超伝導物質,マルチフェロ物質など将来的な実用材料としての可能性を探る研究や、有機無機ハイブリット物質,イオン導電体や磁気冷凍材料などのエネルギー関連物質といった実際の機能性と結晶構造の相関を調べる研究が行なわれた。試料環境に関しては、ボトムローディング型冷凍機,試料交換が容易なトップローディング型冷凍機,高温測定が可能なバナジウム炉,超伝導マグネットを備えており、2.6K-1170Kおよび0-14Tの試料環境を実現している。現在全ての試料環境機器は現在安定的に運用されている。解析環境に関しては粉末リートベルト解析ソフトウェアZ-Rietveldを用い、結晶構造解析だけでなくMEM解析や磁気構造解析を行なうことができる。また大量のデータを扱うこと等を想定した自動解析やSPD法を用いた磁気構造解析など自主開発や共同研究により進めている。当日はSuperHRPDとS型課題2019S05の現状および、特徴を生かした研究を数例紹介する予定である。
梶本 亮一; 中村 充孝; 稲村 泰弘; 池内 和彦*; 飯田 一樹*; 石角 元志*; 鈴木 淳市*; 中島 健次; 河村 聖子; 中谷 健; et al.
no journal, ,
四季は現在J-PARC・MLFで稼働中の3台のチョッパー分光器の1つで、3台の中でも特に熱中性子領域において高効率の非弾性散乱測定を可能にすることを目的としている。装置が事実上稼働を開始した2009年6月から4年が経ち、一般課題数も徐々に増加してきている。現在も装置の整備を継続しているが、その結果、測定データのS/N比も向上し、超伝導体,磁性体,誘電体等で様々な成果が得られつつある。さらに装置の性能や利用環境の向上を図り、新たなデータ測定モードの構築やラジアルコリメータ等の試料環境の整備も進めている。本発表では四季で最近の装置整備や実験課題の実施状況、成果例を紹介する。
中村 充孝; 川北 至信; 神原 理; 山内 康弘; 青山 和弘; 梶本 亮一; 池内 和彦*; 飯田 一樹*; 稲村 泰弘; 中島 健次; et al.
no journal, ,
近年、高温や強磁場等といった特殊環境下での中性子非弾性散乱実験のニーズが高まっているが、これらの試料環境機器を起源とする不要な散乱が微弱な非弾性シグナルの検知に悪影響を及ぼすという問題があり、その対策が必須である。我々は、この問題を解決するためJ-PARCチョッパー分光器用ラジアルコリメータの開発を進め、数百meV程度の比較的高いエネルギー領域を対象とするBL01(4SEASONS)と80meV程度以下の低いエネルギー領域を対象とするBL14(AMATERAS)用のラジアルコリメータをそれぞれ製作した。
中島 健次; 河村 聖子; 菊地 龍弥; 川北 至信; 稲村 泰弘; 梶本 亮一; 中村 充孝; 田中 浩道; 岩橋 孝明; 神原 理; et al.
no journal, ,
AMATERASは、J-PARCセンターの物質・生命科学施設に設置された冷中性子ディスクチョッパー型分光器である。2009年5月に完成し、12月より共用を開始したこの装置では、これまでに70件以上の課題を実施し、多くの成果が論文として発表されている。今回の発表では、AMATERASのこれまでの歩みを最近の成果を交えながら報告する。
中島 健次; 河村 聖子; 菊地 龍弥; 稲村 泰弘; 川北 至信; 梶本 亮一; 中村 充孝; 曽山 和彦; 新井 正敏; 青山 和弘; et al.
no journal, ,
J-PARC物質・生命科学実験施設に設置された冷中性子ディスクチョッパー型分光器AMATERASは、パルス整形チョッパーとJ-PARCの結合型減速材の高ピーク強度の組み合わせにより、大強度、高分解能を両立する非弾性・準弾性散乱装置である。2014年年度においては、AMATERASは、2014年末までに2件の元素戦略課題、2件のプロジェクト課題、8件の一般課題(2014A、及び、2014Bの一部)を実施し、4月までにさらに7件の一般課題を実施する予定である。また、第2回MLF Schoolでは3名の学生を受け入れイオン液体の準弾性散乱を測定した。一方、装置整備としては、2014年に実施したガイド管高度化の評価、新しい冷凍機の整備、モニターの試験、バックグラウンド低減の作業、遮蔽増強等を実施している。最近の成果例と合わせて、これらAMATERASの最近の状況を報告する。
梶本 亮一; 中村 充孝; 稲村 泰弘; 蒲沢 和也*; 池内 和彦*; 飯田 一樹*; 石角 元志*; 中島 健次; 河村 聖子; 中谷 健; et al.
no journal, ,
四季はJ-PARC・MLFに設置されている4台のチョッパー分光器の1つである。そのカバーするエネルギー領域と運動領域はそれぞれおよそ10
10
meV, 10 10
でありMLFの非弾性中性子散乱装置がカバーするエネルギー・運動量領域の中でも中程の領域を占める。共用ビームラインの1台としてユーザー利用に供され、超伝導体, 磁性体, 誘電体, 触媒, 熱電材料等さまざまな物質の研究に用いられているが、性能および操作性・安全性のさらなる向上を目指して装置の高度化が続けられている。本発表では、新しい単色化チョッパーの導入、検出器増設、データ収集・解析環境の更新、分解能計算の試み等、最近四季で行われたアップデートの状況について報告する。
中島 健次; 河村 聖子; 菊地 龍弥; 川北 至信; 梶本 亮一; 中村 充孝; 青山 和弘; 神原 理*; 山内 康弘; 久保 直也
no journal, ,
J-PARC物質・生命科学実験施設に設置された冷中性子ディスクチョッパー型分光器AMATERASは、パルス整形チョッパーとJ-PARCの結合型減速材の高ピーク強度の組み合わせにより、大強度、高分解能を両立する非弾性・準弾性散乱装置であり、2009年の稼働開始以来これまで、装置の高度化を進めながら、磁性や液体、非晶質、生体物質内のダイナミクスから産業利用に至るまで広い研究分野での利用に供されてきている。最近の成果例と合わせて、これらAMATERASの近況を報告する。
