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論文

Relaxation of plasmas created from irradiation of a heavy ion

森林 健悟

JPS Conference Proceedings (Internet), 1, p.013089_1 - 013089_4, 2014/03

This paper shows how plasmas are produced due to ion irradiation and discusses relaxation of these plasmas through simulation studies. The effect of these plasmas on the track structures is also discussed. In some theoretical studies, these plasmas were predicted and this effect was shown more than 35 years ago. However, no simulation studies report this effect before our studies. It is found that these plasmas play a role of bringing high local doses near the track of an incident ion. Such high local doses are expected to contribute significantly to the production of clustered DNA damage.

論文

Theoretical study on isotope-selective dissociation of the lithium chloride molecule using a designed terahertz-wave field

市原 晃; 松岡 雷士; 黒崎 譲; 横山 啓一

JPS Conference Proceedings (Internet), 1, p.013093_1 - 013093_4, 2014/03

塩化リチウム(LiCl)分子の同位体選択的解離過程を、量子力学計算に基づき調べた。基底振動回転状態(v=0, J=0)にある$$^7$$Li$$^{35}$$Cl及び$$^7$$Li$$^{37}$$Clに対して、スペクトル周波数を$$^7$$Li$$^{35}$$Clの回転遷移周波数に一致させた光周波数コムを照射することにより、$$^7$$Li$$^{35}$$Clだけを選択的に高回転状態に励起できた。コム照射中の分子の振動回転状態分布は、緊密結合法により求めた。コム照射後の第2パルスによるLiClの解離過程は、波束法を用いて計算した。その際、緊密結合計算で得られた振幅を波束計算の入力として使用した。解離確率は減衰関数を用いて波束を吸収させることにより見積もった。その結果、設定した光学パルスによって$$^7$$Li$$^{35}$$Clの約60%が解離した。$$^7$$Li$$^{37}$$Clの解離確率は2%未満であった。

論文

Delbr$"{u}$ck scattering calculation using the LoopTools package

Koga, J. K.; 早川 岳人

JPS Conference Proceedings (Internet), 1, p.016008_1 - 016008_4, 2014/03

We will present an outline of how to calculate the Delbr$"{u}$ck scattering cross section using the LoopTools package of routines designed for calculations of the loop integrals resulting from Feynman diagrams, which are involved in the Delbr$"{u}$ck scattering, and some preliminary calculations.

論文

A Percolation model of the streamer discharges

佐々木 明; 加藤 進*; 高橋 栄一*; 金澤 誠司*

JPS Conference Proceedings (Internet), 1, p.015029_1 - 015029_4, 2014/03

ストリーマ放電のパーコレーションモデルによるシミュレーションについて報告する。ストリーマ放電の複雑なメカニズムは長く研究されてきたにもかかわらず完全には理解されていなかったが、空間を離散的なセルに分割し、各セルが確率的に電離するとし、セルが構成する回路ネットワークで電流を評価するシミュレーションによって、放電の構造形成を再現できることを示した。電離のダイナミクスや、空間の静電容量を考慮することで、放電の時間発展、前駆現象からステップドリーダの成長を再現できることがわかった。

論文

Study on the pulse shape of thermal and cold neutrons provided by the decoupled moderator of JSNS

及川 健一; 原田 正英; 前川 藤夫

JPS Conference Proceedings (Internet), 1, p.014012_1 - 014012_4, 2014/03

J-PARC物質・生命科学実験施設の核破砕中性子源(JSNS)は2008年5月30日に初中性子ビーム発生し、現在0.3MWのビーム強度で安定にパルス中性子を供給している。JSNSの3つのモデレータの中で、非結合モデレータの特性について、特性試験装置NOBORUによって精力的に研究されてきた。JSNSの非結合モデレータは、デカップリングエネルギー1eVを達成するためAICデカップラを世界で初めて採用し、テイル成分の少ないパルス形状を実現すべく開発された。本モデレータのパルス形状検証のため、冷中性子のパルス形状測定にはマイカ結晶を、熱中性子のパルス形状測定には単結晶ダイヤモンドを、それぞれ使用した。解析の結果、モンテカルロ・シミュレーションにより計算されたパルス形状と良い一致を示した。会議では、得られたパルス構造の詳細な検討結果について発表を行う。

論文

Instrument design and performance evaluation of a new single crystal neutron diffractometer SENJU at J-PARC

及川 健一; 川崎 卓郎; 大原 高志; 鬼柳 亮嗣; 金子 耕士; 田村 格良; 中村 龍也; 原田 正英; 中尾 朗子*; 花島 隆泰*; et al.

JPS Conference Proceedings (Internet), 1, p.014013_1 - 014013_5, 2014/03

新しいTOF型単結晶中性子回折装置がJ-PARC/MLFのBL18に設置された。本装置「SENJU」は、低温高磁場のような多重極限環境下において1.0mm$$^3$$未満の小さな単結晶を使用して精密な結晶構造や磁気構造解析を実現するために設計された。2012年3月5日に、本装置へ初中性子が導かれ、その後SENJUのハードウェア及びソフトウェアが設計通り機能していることが確認された。また、幾つかの有機及び無機の標準的な単結晶を用いて回折実験が行われた。これらの測定では、高いQ領域(d$$<$$ 0.5 $AA)$のブラッグ反射が明確に測定され、精度よく解析された。発表では、SENJUの装置設計及びその性能評価を詳細に報告する。

論文

Stochastic transport of runaway electrons due to low-order perturbations in tokamak disruption

松山 顕之; 矢木 雅敏; 影井 康弘*

JPS Conference Proceedings (Internet), 1, p.015037_1 - 015037_4, 2014/03

既存のトカマク装置とITERにおけるディスラプション時の逃走電子の閉じ込め特性を理解するため、低トロイダルモード数の磁場摂動が存在する場合の相対論的ドリフト軌道を数値的に研究した。ディスラプション時のトカマク磁場配位は、良好な磁気面、低トロイダルモードの磁気島、ストキャスティック領域が混在した構造としてモデル化する。逃走電子のエネルギーや装置サイズ依存性に関して、短い時間スケールでの逃走電子損失につながるストキャスティック軌道の出現条件を調べた。その結果、低トロイダルモードと磁力線を横切るドリフト間の結合によって生じる共鳴軌道が磁気島の重畳条件に作用し、逃走電子の高エネルギーテールが低エネルギー成分に比べて相対的に低い磁場揺動レベルで損失することがわかった。短波長磁場乱流の研究で認識されていた高エネルギーの逃走電子ほど輸送係数が小さいという性質と比較して、低トロイダルモードの磁場摂動による逃走電子の損失過程では逆の傾向が現れることを明らかにした。

論文

Energy- and $$Q$$-resolution investigations of a chopper spectrometer 4SEASONS at J-PARC

飯田 一樹*; 池内 和彦*; 石角 元志*; 鈴木 淳市; 梶本 亮一; 中村 充孝; 稲村 泰弘; 新井 正敏

JPS Conference Proceedings (Internet), 1, p.014016_1 - 014016_4, 2014/03

4SEASONS is one of the inelastic neutron scattering instruments in the pulsed neutron facility in J-PARC. It utilizes a Fermi chopper to monochromate the neutron beam generated incident on a sample and a large-area detector system to detect the scattered neutrons as functions of position and time, and analyzes the momentums and energies of excitations in the sample with the time-of-flight technique. The instrument has been developed to perform high-efficiency measurements of weak inelastic signals on novel spin and lattice dynamics in the energy region of 10$$^0$$ - 10$$^{2}$$ meV. The ability to utilize multiple incident-energies simultaneously, in addition to the recent improvement in the signal-to-noise ratio, has made 4SEASONS one of the best chopper spectrometers in the world. In the presentation, we will show the recent scientific outputs and upgrades of the instrument.

論文

Exotic quantum phenomena of the spin nanotubes

坂井 徹; 岡本 清美*

JPS Conference Proceedings (Internet), 1, p.012025_1 - 012025_4, 2014/03

数値的厳密対角化と密度行列繰りこみ群による数値計算を用いて、スピンナノチューブを理論的に研究した。その結果、格子ひずみによりスピンギャップ状態からギャップレス状態への量子相転移が起きることが示された。また、カイラリティの自由度により誘起される超伝導の可能性についても議論する。

論文

Deformation behavior of an austenitic steel by neutron diffraction

Harjo, S.; 阿部 淳; 相澤 一也; Gong, W.; 岩橋 孝明

JPS Conference Proceedings (Internet), 1, p.014017_1 - 014017_6, 2014/03

An austenitic stainless steel type 304, which is one of the most popular materials in use, was tensile deformed and in situ neutron diffraction measurement was performed. The neutron diffraction measurement was conducted using the engineering materials diffractometer installed at MLF/J-PARC. Because of the combination of the high neutron intensity, the high counting rate and an event data recording method, in situ neutron diffraction during tensile loading at plastic deformation could be performed without any interruption of load or displacement. Lattice strains observed during deformation were discussed on the crystal orientation dependence.

論文

2D neutron diffraction imaging on an ammonite

社本 真一; 樹神 克明; 伊巻 正*; 中谷 健; 大下 英敏*; 金子 直勝*; 増子 献児*; 坂本 健作; 山口 憲司; 鈴谷 賢太郎; et al.

JPS Conference Proceedings (Internet), 1, p.014011_1 - 014011_5, 2014/03

アンモナイト化石の2次元回折イメージングをJ-PARCにおける高強度全散乱装置NOVAで行った。観測された回折プロファイルはカルサイト,シデライトとアモルファス構造からなっていることがわかった。

論文

Negative triangularity as a possible tokamak scenario

菊池 満; 滝塚 知典*; 古川 勝*

JPS Conference Proceedings (Internet), 1, p.015014_1 - 015014_4, 2014/03

近年、Goldston教授が明らかにしたSOL熱流幅の比例則はITERや原型炉の熱制御に対して厳しい予測を与える。これは、近年滝塚によって調べられたSOL流の加速機構によってもたらされていると考えられる。この加速機構は逆D形状にすることによって大幅に低減できると予想される。逆D形状プラズマはトロイダルTEMの固有関数構造が強くねじれ、旦流輸送が減ることも予想されることからスイスのTCVトカマクではLモードでもLモードの2倍の閉じ込めを得ている。これらを踏まえ逆D配位の炉への適用可能性について講演する。

論文

Current status and future prospects of "J-KAREN"; High contrast, high intensity laser for studying relativistic laser-matter interactions

桐山 博光; 森 道昭; 岡田 大; 下村 拓也; 中井 善基*; 田上 学; 近藤 修司; 金沢 修平; 余語 覚文; 匂坂 明人; et al.

JPS Conference Proceedings (Internet), 1, p.015095_1 - 015095_5, 2014/03

原子力機構関西光科学研究所で開発を進めている高コントラスト、ペタワット級チタンサファイアチャープパルス増幅(CPA)レーザーシステムの設計及び動作特性について報告を行う。2つの可飽和吸収体と低利得光パラメトリックチャープパルス増幅手法(OPCPA)を用いた前置増幅器を用いることで、サブナノ秒の時間領域において1.4$$times$$10$$^{12}$$の高いコントラストを達成した。最終段増幅器出力は28Jであり、パルス圧縮を行うことで、600TWの高いピーク出力がポテンシャルとして可能である。また、0.1Hzの繰り返しでペタワット以上の出力が可能なシステムへのアップグレードについても簡素に報告する。

論文

Phase transition of Bi$$_2$$WO$$_6$$ below 300 K

米田 安宏; 武田 博明*; 鶴見 敬章*

JPS Conference Proceedings (Internet), 1, p.012103_1 - 012103_4, 2014/03

層状ビスマス化合物であるビスマスタングステート(Bi$$_2$$WO$$_6$$)は、Bi$$_2$$O$$_2$$にWO$$_6$$が一枚挟まった構造を有するAurivillius化合物である。強誘電性のみならず、光触媒などの特性に優れ、多くの研究が行われてきた。高温相である常誘電体相からの構造相転移に関しては、これまで詳しく調べられてきたが、低温側の相転移に関しては詳細な報告はなかった。これは、Bi$$_2$$WO$$_6$$が層状化合物であるため、コヒーレント長の異なる2つの構造がユニットセル内に存在するため、平均構造による相転移の議論が困難であったからである。今回、われわれはX線回折パターンを詳細に調べることによって低温側に新しい相転移を発見し、2体相関分布関数を使った局所構造解析を併用し、この相転移の存在を証明した。

論文

Single crystal neutron diffraction study of high neutron absorbing compound EuGa$$_{4}$$

川崎 卓郎; 金子 耕士; 阿曽 尚文*; 仲村 愛*; 辺土 正人*; 仲間 隆男*; 大貫 惇睦*; 大原 高志; 鬼柳 亮嗣; 及川 健一; et al.

JPS Conference Proceedings (Internet), 1, p.014009_1 - 014009_4, 2014/03

Single crystal neutron diffraction measurement of EuGa$$_{4}$$ has been carried out using time-of-flight single crystal neutron diffractometer SENJU at BL18 in MLF/J-PARC. In spite of extremely high neutron absorption of natural Eu, significant numbers of Bragg reflection were observed. Lattice parameters and Bravais lattice at above $$T_mathrm{N}$$ (=15 K) obtained from the positions and systematic extinction of the reflections were well agreed with the result of single crystal X-ray diffraction. Further, magnetic reflections were clearly observed at below $$T_mathrm{N}$$ at the positions of forbidden reflections of body-centered lattice of EuGa$$_{4}$$. An antiferromagnetic structure with the propagation vector $$q$$ = 0 was clarified.

論文

Performance of optical devices for energy-selective neutron imaging in NOBORU at J-PARC

原田 正英; 及川 健一; 大井 元貴; 甲斐 哲也; 篠原 武尚; 酒井 健二; 前川 藤夫

JPS Conference Proceedings (Internet), 1, p.014015_1 - 014015_4, 2014/03

J-PARCのMLFに設置されたNOBORUは、テストポートとしても利用されている。エネルギー選択式イメージングは、NOBORUにて実施されている重要な開発研究の一つである。イメージング実験における空間分解能の向上やバックグランド低減のために、ビームラインの中間に、回転式コリメータと中性子フィルター装置を導入した。回転式コリメータは、4つのコリメータホールがあり、140から1875まで、コリメータ比を変えることができる。中性子ラジオグラフィを用いて、100$$mu$$m以下の良い空間分解能が得られていることを確認した。また、中性子フィルター装置では、アクリル板やほう硅酸ガラスを選択することで高エネルギー中性子や冷中性子が低減することや、鉛板やビスマス単結晶板を選択することで$$gamma$$線が低減することを確認した。

論文

Photon-in, photon-out gas-phase experiments at the SPring-8 compact SASE source SCSS

Harries, J.; 岩山 洋士*; 沖原 理沙*; 永園 充*; 繁政 英治*

JPS Conference Proceedings (Internet), 1, p.013083_1 - 013083_6, 2014/03

In this article we describe four recent results from "photon-in, photon-out" fluorescence spectroscopy studies using the Spring-8 compact SASE source SCSS. Fluorescence spectroscopy avoids problems due to space charge, and is particularly suited to the highly-intense FEL pulses, since multiple excitations/ionisations occur for each laser shot.

論文

Minimum condition of target gas material at an ionization-stage control scheme in a laser-plasma electron acceleration

森 道昭; 神門 正城; 小瀧 秀行; 林 由紀雄; 桐山 博光; 岡田 大; Pirozhkov, A. S.; Bulanov, S. V.; 近藤 公伯; Bolton, P.

JPS Conference Proceedings (Internet), 1, p.015094_1 - 015094_6, 2014/03

レーザープラズマ電子加速のイオン化ステージ制御法における電子線発生において適切、もしくは不適切なガスターゲットについて報告する。4TW・40fsのピーク出力及びパルス幅のレーザーをビームは、9$$times$$10$$^{17}$$W/cm$$^{2}$$の強度でターゲットに照射した。実験では、ネオンとアルゴンを用いてこの電子線生成の調査を行った。アルゴンターゲットにおいて、高エネルギー電子線は5$$times$$10$$^{18}$$cm$$^{-3}$$の中性ガス密度の閾値で観測した。一方、ネオンでは中性ガス密度を5$$times$$10$$^{18}$$cm$$^{-3}$$から5$$times$$10$$^{19}$$cm$$^{-3}$$までスキャンしたものの、顕著な高エネルギー電子($$>$$1MeV, $$<$$1pC)は観測されなかった。この結果を考察するために光プローブを用いて励起レーザーの挙動を調査した。その結果、特にアルゴンターゲットで観察した強力なレーザー・チャンネルの構造が、ネオンにおいて生じていないことを確認した。さらに、光線追跡計算から、イオン化のスロープ部分での屈折効果によって相対論的自己収束が妨げられていることがわかった。

論文

General formulae for the optimized design of Fermi chopper spectrometer

中村 充孝; 梶本 亮一

JPS Conference Proceedings (Internet), 1, p.014108_1 - 014108_4, 2014/03

パルス中性子源施設におけるフェルミチョッパー分光器の性能を決定付けるスリットパッケージの設計最適化方法について報告する。本論文で示される解析的な定式は装置設計に関するさまざまなガイドラインを提供するとともに、次世代のフェルミチョッパー分光器開発にも貢献する。

論文

Molecular dynamics simulation of the three-dimensional ordered state in laser-cooled heavy-ion beams

百合 庸介

JPS Conference Proceedings (Internet), 1, p.013014_1 - 013014_4, 2014/03

A three-dimensional (3D) ordered state of an ion beam was formed using laser cooling on the basis of a molecular dynamics simulation for the first time. As the results, the followings were obtained: A 40-keV Mg$$^+$$ ion beam was strongly cooled with horizontally-displaced Gaussian lasers and resonant coupling in a cooler storage ring. The 3D ordered structure in the laser-cooled ultralow-temperature beam was attained depending on laser-cooling conditions, such as the displacement of the laser axis. The ordered beam rotated around the central beam axis, unlike a crystalline beam.

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