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論文

NOBORU; J-PARC BL10 for facility diagnostics and its possible extension to innovative instruments

前川 藤夫; 及川 健一; 原田 正英; 甲斐 哲也; 明午 伸一郎; 春日井 好己; 大井 元貴; 酒井 健二; 勅使河原 誠; 長谷川 勝一; et al.

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 600(1), p.335 - 337, 2009/02

 被引用回数:41 パーセンタイル:94.36(Instruments & Instrumentation)

J-PARC物質・生命科学実験施設(MLF)の中性子源JSNSの第10番目の中性子ビームラインであるNOBORUが建設された。NOBORUの第一目的はJSNSの中性子性能を研究することである。NOBORUにより、JSNSで発生する記念すべき最初の中性子パルスの測定を行い、そして施設診断を目的として中性子のパルス形状,スペクトル,強度分布等を測定する計画である。NOBORUはテストポートとしての性格も併せ持ち、革新的実験装置開発のための試験も積極的に受け入れる。現在、NOBORUを利用した幾つかの革新的実験装置の実証実験を計画中である。

論文

Study of the analyzer crystals for use in the near-backscattering spectrometer DNA at J-PARC

高橋 伸明; 柴田 薫; 佐藤 卓*; 川北 至信*; 筑紫 格*; 目時 直人; 中島 健次; 新井 正敏

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 600(1), p.91 - 93, 2009/02

 被引用回数:7 パーセンタイル:49.46(Instruments & Instrumentation)

J-PARC、MLF施設に建設が予定されている飛行時間型結晶アナライザー分光器DNAは、PG(002), Ge(311), Si(111)の3種類の結晶アナライザーを用いてタンパク質などの生化学物質の低エネルギーダイナミクスを高強度,高エネルギー分解能で測定するための中性子非弾性散乱分光器である。高エネルギー分解能を目指すSi(111)は完全結晶を用いるが、PG(002)やGe(311)は、結晶ウエハ中に適当なモザイクを入れて反射強度を増大させる必要がある。われわれは、当該分光器にとって最適な仕様を明らかにするため、さまざまな結晶モザイクを有するPG(002)について、また、ホットプレス(高温高圧処理)により結晶モザイクをコントロールしたGe(311)結晶について、中性子ビーム実験を行った。

論文

Developmental status of a server system for the MLF general control system

大井 元貴; 甲斐 哲也; 木下 秀孝; 酒井 健二; 神永 雅紀; 二川 正敏

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 600(1), p.120 - 122, 2009/02

 被引用回数:1 パーセンタイル:13.08(Instruments & Instrumentation)

J-PARCの物質生命科学実験施設(MLF)には、統括制御システム(MLF-GCS)があり、MLFの各サブシステムを制御している。MLF-GCSはその役割からPLC層,サーバー層,外部ネットワーク層の三つに分けることができる。PLC層は最も内側のシステムであり、MLF-GCSの中核を担っている。サーバー層は、PLC層と外部ネットワークの情報伝達等の機能を有するとともに、外部からシステムを保護する役割を担っている。サーバーシステムの設計と構築はほぼ完了しており、現在、機能向上と最適化を行っている。本論文では、MLF-GCSサーバーシステムの概要と、開発状況について報告する。

論文

Settlement of materials and life science experimental facility at J-PARC

原田 正英; 明午 伸一郎; 伊藤 学; 壇辻 永治; 高際 勝徳; 高田 弘; 前川 藤夫; 二川 正敏; 中村 充孝; 三宅 康博*; et al.

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 600(1), p.87 - 90, 2009/02

 被引用回数:3 パーセンタイル:29.44(Instruments & Instrumentation)

J-PARCのMLFでは、建屋(13万トン)や遮蔽体(8万トン)が非常に重いため、MLF建屋が大きく沈下することが予測される。長さ300mある3GeVシンクロトロンから中性子源までの陽子ビームライン(3NBT)でも、同様に沈下することが予測される。MLFの中に建設中の中性子ビームラインや3NBTでは、精度1mm以下の精密アライメントが要求される。そこで、建設中でも中性子ビームラインで高精度アライメントできるように、また、陽子ビームラインでのビーム損失を小さくするために、MLF建屋と3NBTの沈下を定期的に測量することを計画した。そこで、水準マーカーを多数設置し、2004年6月から沈下測量を始めた。MLF建屋が完成した2005年12月には、沈下量は、40mmであった。これまでの沈下量と荷重との関係から、将来設置される全中性子ビームライン遮蔽体の重量が加わった場合、MLFの沈下は、68mmになると予測した。また、MLF建屋の沈下が生じてもミュオンターゲットと中性子ターゲットが同じ高さになるように、ミュオンターゲットを5mm高く設置した。2007年末では、この実測値は、この予測値に近づいている。

論文

Bubble flow simulations in target vessel

羽賀 勝洋; 粉川 広行; 涌井 隆; 直江 崇; 二川 正敏; 山崎 将伍*; 田中 伸厚*

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 600(1), p.64 - 67, 2009/02

 被引用回数:2 パーセンタイル:22.19(Instruments & Instrumentation)

水銀ターゲットでは、高出力の陽子ビームに照射されて生じる瞬間的な熱ショックにより圧力波が引き起こされ、これによって生ずる壁面のキャビテーション損傷が重要な問題となっているが、水銀中に微小気泡を注入する手法は圧力波を抑制する有望な技術の一つである。圧力波抑制のための微小気泡注入システム研究の一環として、実機ターゲット容器中での微小気泡流動に関する予備解析を行い、最適な気泡注入条件を調べた。解析にはFLUENTコードを用いた。二次元解析では、50$$mu$$mの気泡径であればターゲット全長に相当する2000mmの距離にわたって、浮力による上昇量が少なく気泡を運べることがわかった。次に行った3次元解析では50$$mu$$mと300$$mu$$mの気泡径の場合について流動解析を行った。その結果、気泡径に応じて最適な箇所から気泡を注入すれば、気泡を希望する場所に運び分布させることができる見通しを得た。

論文

Neutron scattering study of the relaxor ferroelectric K$$_{1-x}$$Li$$_{x}$$TaO$$_{3}$$

脇本 秀一; Samara, G. A.*; Grubbs, R. K.*; Venturini, E. L.*; Boatner, L. A.*

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 600(1), p.254 - 256, 2009/02

 被引用回数:2 パーセンタイル:22.19(Instruments & Instrumentation)

リラクサー強誘電体であるK$$_{1-x}$$Li$$_{x}$$TaO$$_{3}$$($$x$$=0.05, 0.10)について中性子散乱実験を行った。$$x$$=0.05は低温までリラクサー状態であるのに対し、$$x$$=0.10はリラクサー状態から低温で強誘電転移を示す。中性子散乱により強誘電ソフトモードと、分極したナノ領域(polar nano-region PNR)からくる散漫散乱について調べた結果、強誘電ソフトモードは通常の変位型強誘電体に見られるのと同様の振る舞いを示すことがわかった。またPNR内の原子変位は、強誘電ソフトモードの凍結成分と、全原子が均一に変位する成分を含んでいることがわかった。異常の結果は、この系におけるリラクサー的振る舞いには、off-centerの配位をとるLiイオンによる誘電緩和に加え、強誘電ソフトモードの寄与が重要であることを示している。

論文

Neutron powder diffraction under high pressure at J-PARC

内海 渉; 鍵 裕之*; 小松 一生*; 有馬 寛*; 永井 隆哉*; 奥地 拓生*; 神山 崇*; 上床 美也*; 松林 和幸*; 八木 健彦*

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 600(1), p.50 - 52, 2009/02

 被引用回数:11 パーセンタイル:63.13(Instruments & Instrumentation)

高圧をかけると多くの物質がその性質を大きく変える。高圧下の回折実験はそれらの現象を理解するうえで最も基本的な構造に関する情報を与える。J-PARCにおいて高圧下でのその場中性子回折実験が可能になれば、水素を含んだ結晶や軽元素液体などの高圧下での構造に関する優れた研究成果が得られると期待されている。現在検討中の中性子光学系や高圧発生装置について紹介する。

論文

Study of the neutron guide design of the 4SEASONS spectrometer at J-PARC

梶本 亮一; 中島 健次; 中村 充孝; 曽山 和彦; 横尾 哲也*; 及川 健一; 新井 正敏

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 600(1), p.185 - 188, 2009/02

 被引用回数:11 パーセンタイル:63.13(Instruments & Instrumentation)

4SEASONSは大強度陽子加速器施設(J-PARC),物質・生命科学実験施設(MLF)の核破砕中性子研究施設に建設されるチョッパー型非弾性散乱装置の一つである。この装置は300meV以下のエネルギー範囲において高い測定効率を得ることを目的としている。そのためには中性子スーパーミラーによるガイド管を設置することにより試料位置における中性子強度を増強することが不可欠である。しかし、対象とするエネルギー範囲が広いため、単純な形状のガイド管では十分な強度の増強が望めない。そこで、本発表では、4SEASONSにとって最適なガイド管形状について解析的,数値的に検討した結果について報告する。

論文

Construction status of a general control system for the Materials and Life Science Experimental Facility (MLF) at J-PARC

酒井 健二; 大井 元貴; 甲斐 哲也; 木下 秀孝; 川崎 進; 渡辺 聡彦; 神永 雅紀; 二川 正敏

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 600(1), p.75 - 77, 2009/02

 被引用回数:1 パーセンタイル:13.08(Instruments & Instrumentation)

物質・生命科学実験施設(MLF)の装置全体を安全かつ効率的に運転する目的で、MLF全体制御システム(MLF-GCS)は、ターゲットを中心とした計測制御システム,人的安全・機器・ターゲット保護のためのインターロックシステムなど、幾つかのサブシステムより設計されている。MLF-GCS自身は独立した制御システムである一方、中央制御棟から運用されるJ-PARC全体制御システムの一部としての役割も持つ。現在は、MLF-GCSの構築はほとんど終了し、MLF制御室からのリモート操作や総合インターロックの確認調整作業によるMLF-GCSの性能試験が進められている。本論文ではMLF-GCSの概要と構築状況について報告する。

論文

JAEA-ASRC $$mu$$SR project at J-PARC MUSE

髭本 亘; Heffner, R. H.; 下村 浩一郎*; 西山 樟生*; 三宅 康博*

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 600(1), p.182 - 184, 2009/02

 被引用回数:1 パーセンタイル:13.08(Instruments & Instrumentation)

原子力機構先端基礎研究センターではJ-PARC MLFミュオン科学実験施設において「$$mu$$SR計画」を進めている。この計画では、ミュオン取り出し部分と分光器を、崩壊表面ミュオンビームラインの支流として設置し、29MeV/cのビームによりミュオンスピン回転・緩和実験を行うことになっている。主たる対象になる科学は強相関電子系、特にf電子系物質の解明であり、この強力な$$mu$$SR分光器において新たな知見が得られるものと期待する。

論文

Development of high-reflectivity neutron supermirrors using an ion beam sputtering technique

丸山 龍治; 山崎 大; 海老沢 徹*; 曽山 和彦

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 600(1), p.68 - 70, 2009/02

 被引用回数:27 パーセンタイル:87.68(Instruments & Instrumentation)

原子力機構では、J-PARCにおける大強度パルス中性子源等で用いられる中性子スーパーミラーガイド等の製造のために、0.2m$$^2$$(500mm$$phi$$)の成膜可能面積を持つイオンビームスパッタ装置を導入し、これを用いた高性能中性子スーパーミラーの開発を行っている。その結果、NiC/Ti多層膜の導入により、Niの3, 4, 6倍の臨界角を持つスーパーミラーで臨界角においてそれぞれ90, 80, 40%の高反射率が実現されたので、その開発方法及び実験結果について報告する。

論文

J-PARC status update

池田 裕二郎

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 600(1), p.1 - 4, 2009/02

 被引用回数:39 パーセンタイル:93.81(Instruments & Instrumentation)

This paper reports the current status of J-PARC facility construction and commissioning with emphasis of critical technological issues and important achievements. Lastly, the neutron and muon source performances are given to world wide users to have ideas of science expected. In addition, J-PARC user access policy and user program of neutron and muon users are introduced.

論文

Existence of ferroelectric ice on planets; A Neutron diffraction study

深澤 裕; 星川 晃範*; Chakoumakos, B. C.*; Fernandez-Baca, J. A.*

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 600(1), p.279 - 281, 2009/02

 被引用回数:12 パーセンタイル:65.67(Instruments & Instrumentation)

氷には14種類以上の結晶構造が存在し、複数の準安定状態,アモルファル状態が存在する。氷の多様な状態は、水素結合系の物性研究の対象として興味深いことに加えて、最近では、天体観測や惑星探査による氷天体の惑星科学からも注目されている。現在、150K以下で生じるさまざまな構造相転移について、オークリッジ国立研究所の研究用原子炉の中性子ビームを用いて研究している。本講演では、これまでの取り組みで得られた成果を発表するとともに、今後の研究展開の概要について報告する。

論文

Engineering design of JSNS shutter system

及川 健一; 高田 弘; 前川 藤夫; 原田 正英; 二川 正敏; 池田 裕二郎

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 600, p.84 - 86, 2009/02

 被引用回数:0 パーセンタイル:0.01(Instruments & Instrumentation)

J-PARC/JSNSの中性子ビームシャッターシステムは、各シャッターが独立に制御され、また独立にメンテナンス可能という前提条件の下で設計された。これは、JSNSの使い勝手とインターロックシステムの観点から非常に重要である。われわれが直面した最大の難問は、JSNSビーム・ラインの非対称かつ狭い角度のビームライン間隔において、シャッターデザインの前提条件を満たすことであった。これを実現するため、2本のシャフトでシャッターブロックを吊るコンパクトなボール・スクリュージャッキシステムを設計した。シャッター開閉動作時の回転動作は、各シャフトガイドに取り付けられたオイルレス・ベアリングで吸収される。組立てられた機器はサーボモータによって駆動される。

論文

Development of the Hg target in the J-PARC neutron source

二川 正敏; 羽賀 勝洋; 涌井 隆; 粉川 広行; 直江 崇

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 600(1), p.18 - 21, 2009/02

 被引用回数:16 パーセンタイル:74.67(Instruments & Instrumentation)

J-PARCの物質・生命科学実験施設に設置される中性子源として使用される水銀ターゲットに関する開発の現状について報告する。特に、高出力陽子ビームの入射により水銀中に発生する圧力波の抑制技術に関する開発研究及び高出力化対応のターゲット容器構造の概念について紹介する。

論文

Development on mercury pump for JSNS

粉川 広行; 羽賀 勝洋; 涌井 隆; 二川 正敏

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 600(1), p.97 - 99, 2009/02

 被引用回数:3 パーセンタイル:29.44(Instruments & Instrumentation)特願 2007-301417   公報

核破砕中性子源の水銀循環設備は、水銀ターゲットに水銀を循環供給し、1MWのパルス陽子ビーム入射によるターゲットでの発熱を除去する。また、各機器は、放射化した水銀を完全に閉じ込める機器とする必要があるため、シール部がない電磁ポンプを採用することとした。しかしながら、電磁ポンプは大型になることから、電磁ポンプの小型化を目的として開発を行った。円筒形の水銀流路の中央に永久磁石を設置し、それを回転させて発生する電磁力によって水銀を駆動する方式とし、磁石回転のためのモーターを熱除去の観点から90kWに制限し、縦置きとすることによって、水銀循環設備に設置可能な大きさとした。また、ポンプの特性に影響する流路形状の最適化を行った。すなわち、電磁ポンプの課題である熱損失を低減するために流路壁を薄肉とする一方で、運転圧力に対して十分な強度を確保できる構造とするとともに、磁場強度分布のために流路中に発生する逆流を抑制できる流路幅を決定した。製作した電磁ポンプを水銀循環設備に設置し、ターゲットの冷却に十分な流量(41m$$^{3}$$/h)を実現できることを確認した。

論文

Design of hydrogen vent line for the cryogenic hydrogen system in J-PARC

達本 衡輝; 麻生 智一; 加藤 崇; 大都 起一; 長谷川 勝一; 前川 藤夫; 二川 正敏

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 600(1), p.269 - 271, 2009/02

 被引用回数:1 パーセンタイル:13.08(Instruments & Instrumentation)

大強度陽子加速器計画において、物質・生命科学実験施設では、1MW級の陽子ビームによる核破砕反応によって発生した速い中性子を超臨界圧水素によって減速(冷却)するための極低温水素循環システムの設計製作を行っている。異常事象が発生した場合は、安全の観点から、系内の水素を迅速かつ安全に放出するための水素放出設備の設計を行った。水素放出配管内での空気との混合を防止するためのパージ用の窒素ガスをパージしている。その水素放出配管の設計するうえにおいて、このパージ用の窒素ガスやスタック内空気の水分が、放出した低温水素ガスによって、凝縮しないようにしなければならない。さらに、放出配管の建家貫通部における配管温度の降下も防がなければならない。そこで、最大水素放出時における放出配管内の温度変動を解析し、その結果に基づいて、必要な放出配管サイズ及び建家内のレイアウトを決めた。

論文

Total scattering of disordered crystalline functional materials

社本 真一; 樹神 克明; 飯久保 智; 田口 富嗣

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 600(1), p.229 - 231, 2009/02

 被引用回数:1 パーセンタイル:13.08(Instruments & Instrumentation)

J-PARCの全散乱装置での科学研究対象として、乱れた結晶性機能性物質を取り上げる。それらは光記録材料であり、熱電材料であり、リラクサー強誘電体などである。光記録材料では、金属的な相では、低い熱伝導と高い電気伝導を同時に持たなければならない。この矛盾した条件は、材料研究者が良い機能性材料を設計するのを難しくしている。その材料は、少なくとも二つの結晶学的サイトを持たなければならない。一つのサイトは熱伝導を抑え、もう一つのサイトは電子又はホールを高い移動度を保持しなくてはならない。乱れた部分では、周期境界条件が失われている。そのために2体分布関数(PDF)解析は材料中の乱れた部分だけでなく、結晶性部分の形とサイズを調べるのに適している。

論文

J-PARC muon control system

髭本 亘; 下村 浩一郎*; 小林 庸男*; 牧村 俊助*; 三宅 康博*; 甲斐 哲也; 酒井 健二

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 600(1), p.179 - 181, 2009/02

 被引用回数:0 パーセンタイル:0.01(Instruments & Instrumentation)

J-PARCミュオン施設(MUSE)において、ミュオン実験機器はミュオンコントロール系により操作される。ミュオンコントロール系は、(1)ミュオン標的系,(2)M1/M2ライン空調機系,(3)超伝導ソレノイド磁石冷凍機系,(4)ミュオン2次ライン真空系,(5)ミュオン2次ライン電磁石,(6)ミュオンビーム部ロッカーと安全機器、から構成される。この詳細を紹介する。

論文

Powder neutron diffraction of La-apatite under low temperature

松下 能孝*; 泉 富士夫*; 小林 清*; 井川 直樹; 北澤 英明*; 尾山 由紀子*; 三好 正悟*; 山口 周*

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 600(1), p.319 - 321, 2009/02

 被引用回数:20 パーセンタイル:80.79(Instruments & Instrumentation)

アパタイト型Laシリケート・La$$_{9.5}$$Si$$_{6}$$O$$_{26.25}$$について10Kにて粉末中性子回折データを測定し、Rietveld解析を行った。解析の結果、本物質の空間群はP6$$_{3}$$/mであり、格子定数は${it a}$=0.971297(7)nm, ${it c}$=0.717950(6)nmであることがわかった。最大エントロピー法解析によって、La2サイトの周りにランダムに格子間酸素位置が存在すること、これがO4サイトによるイオン伝導に対して高い伝導度をもたらすことが明らかになった。

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