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口頭

XAFS測定による模擬廃棄物ガラス中のウラン原子価評価

永井 崇之; 岡本 芳浩; 秋山 大輔*; 佐藤 修彰*

no journal, , 

本研究は、模擬廃棄物ガラスを用いた評価研究において、廃液に比較的多く含まれる鉄がガラス中で2価と3価の混在状態を示すことから、鉄が共存したガラス中のウラン原子価の確認を目的に実施した。本研究の結果、鉄が共存してもガラス中のウラン原子価に大きな変化は見られないものの、鉄の酸化還元状態はウラン共存による影響を受ける可能性が認められた。

口頭

MLF気体廃棄物処理設備の現状

増田 志歩; 甲斐 哲也; 原田 正英; 木下 秀孝; 関 正和; 高木 素則; 春日井 好己; 羽賀 勝洋

no journal, , 

J-PARCの核破砕中性子源では水銀をターゲット材料として使用している。水銀の核破砕生成物のうち気体状の核種(トリチウム, 希ガス, 水銀蒸気)の大部分は、水銀循環系内のサージタンクのカバーガス(ヘリウム)に蓄積すると想定される。毎年実施している水銀ターゲット容器交換作業では、容器の取り外しに先立ち、気体廃棄物処理設備でカバーガスを受け入れている。これまでの運転経験から、一定量のトリチウムや希ガスが水銀循環系の内壁に付着したままであるため、交換作業時にはこれらの核種が水銀循環系からホットセルへ放出するのを抑制する必要があることが明らかになった。そこでカバーガスの受入に加えて、水銀循環系内を複数回ヘリウムパージし、系内の放射能濃度の低減を図った。その結果、希ガスの低減は十分な効果が得られたが、トリチウムに関しては十分でなかった。このため交換作業の際には、真空ポンプを用いて水銀循環系を経由して空気を気体廃棄物処理設備へ引き込むことにより、開放部で空気が内部に向かう流れを形成(気流制御)し、系外へのトリチウム放出抑制を図ることとした。本報告では、水銀ターゲット交換における気体廃棄物処理設備の役割を紹介するとともに、希ガスやトリチウム放出抑制の効果や、今後の高度化の展望について述べる。

口頭

2018年度のMLF放射線安全チームの活動

原田 正英; 川上 一弘*; 相澤 一也; 曽山 和彦; 石角 元志*; 平松 英之*; 橋本 典道*; 細谷 倫紀*; 市村 勝浩*

no journal, , 

MLFの放射線安全チームは、実験課題申請における放射線安全審査を担い、放射線安全セクションと協力しながら、MLF実験ホールで実施されるユーザー実験やメンテナンス作業における放射線安全に尽力している。2016年11月より運用を開始したMLF実験ホールの第1種管理区域表面汚染低減区域は、ユーザーの利便性を担保しつつ、非管理区域への汚染拡大の防止ができ、気体や液体を使用する実験の制約を緩和できるなど、有益であることを確認している。管理区域の全て出入り口への小型物品搬出モニターの設置、汚染検査室への大型物品搬出モニターの設置、定期的なユーザー用ロッカーの残留物の確認を行うことにより、ユーザーの利便性を向上できた。夏期メンテナンス期間には、第2種管理区域へ一時的に区分変更を行うことで、メンテナンス作業においても利便性の向上が図れた。その他、運転終了後の各BLの分光器室内の汚染サーベイ、放射化した器材や試料の核種分析などにより、放射線安全の向上に寄与している。今後、放射化した試料の受け入れについて検討を進め、さらなるユーザー実験の利便性拡大を図る。当日ポスターでは、2018年度の放射線安全チームの活動報告を行うとともに、詳しい運用や設備の現状と今後の予定を報告し、ユーザーからの相談を受け付ける。

口頭

JRR-3の現状と運転再開後のMLFとの協奏時代の幕開け

武田 全康; 村山 洋二

no journal, , 

JRR-3がある原子力科学研究所の敷地には、大強度パルス中性子源であるJ-PARC物質・生命科学実験施設(MLF)が1MWの最終目標を目前に控える中で稼働している。このように、世界に類を見ない、たった800mの距離を隔てて存在するふたつの大強度中性子源を両輪として、両者の特徴を活かした中性子科学を推進できることが日本の最大の強みでありながら、片輪となっていた状況が、2年後のJRR-3の運転再開によって一変する。講演では、最初にJRR-3の概要及び現状の紹介と運転再開までのスケジュールについて報告する。その後、国内の中性子科学がJRR-3とMLFの共存という新たな時代の幕開けに向かう中、日本中性子科学会「ロードマップ特別委員会」の提言など機構外の意見も考慮に入れた上での、両者のあるべき協力関係の考え方や、両者の共存共栄を目指した上述のような取り組みを紹介する。

口頭

MLF先進計算環境整備2018

中谷 健; 稲村 泰弘; 伊藤 崇芳*; 岡崎 伸生*; 森山 健太郎*; 笠井 聡*; 瀬谷 智洋*; 安 芳次*; 大下 英敏*; 大友 季哉*

no journal, , 

J-PARC物質・生命科学実験施設(MLF)では、MLFで 開発した新測定法により生み出されるデータを高速・最大限に活用するためのMLF先進計算環境を整備中である。今年度の整備ではMLFの各ビームラインのデータ収集システム(DAQシステム)により取得される実験データのJ-PARC研究棟サーバー室ストレージ(共通ストレージ)への高速転送・記録を実現する。本整備の主要項目は以下の3点である。(1)ビームラインネットワーク: 各ビームラインキャビンへ10Gbps光ファイバーを敷設し、末端に専用ネットワークスイッチを配置、DAQシステムと共通ストレージを高速に接続する。(2)ファイル共有システム: 専用装置を導入し、共通ストレージに対して高速でかつ並行ファイルアクセスを実現する。これにより、各ビームラインの計算機は、ローカルディスクと同等に共通ストレージを取り扱うことが可能となる。(3)監視システム: 機器の通信状況をリアルタイムに可視化し、ビームライン毎の通信独立性と情報セキュリティ監視を行う。また、障害時の警告等を保存及び表示する仕組みを備える。本発表では整備の詳細と2019年度以降の展開予定について報告する。

口頭

Y$$_3$$Fe$$_5$$O$$_{12}$$の超音波印加下での中性子散乱実験

社本 真一; 松浦 直人*; 赤津 光洋*; 安井 幸夫*; 伊藤 孝; 家田 淳一; 遠藤 仁*; 小田 達郎*; Chang, L.-J.*; 根本 祐一*; et al.

no journal, , 

Y$$_3$$Fe$$_5$$O$$_{12}$$(YIG)について、エネルギー分解能の高い中性子非弾性散乱装置DNAやVIN-ROSEを用いて超音波印加の磁気散乱への効果を調べてきたので、その途中経過を報告する。

口頭

偏極Xe標的を用いた中性子-原子核スピン相関項の研究

酒井 健二; 奥 隆之; 奥平 琢也; 甲斐 哲也; 原田 正英; 廣井 孝介; 林田 洋寿*; 清水 裕彦*; 山本 知樹*; 猪野 隆*; et al.

no journal, , 

中性子基礎物理学において、パリティ非保存(PNC)項や時間反転非保存(TRNC)項と干渉する中性子スピン${bf s}$とXe核スピン${bf I}$の相関項$${bf s} cdot{bf I}$$は重要な研究テーマである。中性子共鳴ピーク付近でPNC項の増大が測定され、スピン交換光ポンピング(SEOP)法により$$10^{-2}sim 10^{-1}$$の偏極が得られるキセノン(Xe)は、本研究にとって興味深い原子核である。我々は小型SEOPシステムを用いた偏極Xe標的を開発し、$$^{129}$$Xeの9.6eV共鳴ピーク付近でのXe偏極時と非偏極時の中性子透過率比の変化$$Delta R_P$$を捕らえることで、$${bf s}cdot{bf I}$$項に起因する中性子偏極能力の測定を試みた。今回の実験では、本測定系が系統誤差となるドップラーブロードニング効果を区別できることを実証した上で、初期結果として$$Delta R_{P} approx 0.01$$の有意な値を得た。

口頭

JAEAにおける$$^{3}$$He中性子スピンフィルターの開発

奥平 琢也; 奥 隆之; 酒井 健二; 猪野 隆*; 林田 洋寿*; 廣井 孝介; 篠原 武尚; 加倉井 和久*; 相澤 一也

no journal, , 

共通技術開発セクションでは、J-PARC物質・生命科学実験施設の大強度中性子ビームを最大限活用するために、$$^{3}$$Heスピンフィルターの開発を行なっている。$$^{3}$$Heスピンフィルターは特殊なガラスセルに$$^{3}$$Heガスとアルカリ元素を封入した中性子偏極デバイスである。$$^{3}$$He原子核の中性子吸収断面積は大きなスピン依存性を持つため、偏極した$$^{3}$$Heガスに中性子を透過させることにより、広いエネルギー範囲で偏極中性子ビームを得ることが可能である。$$^{3}$$Heスピンフィルターに大強度円偏光レーザーを照射し、スピン交換法(Spin Exchange Optical Pumping : SEOP)を用いて$$^{3}$$He原子核を偏極させる。現在原子力機構では電子スピン共鳴法(EPR)を用いた$$^{3}$$He偏極率の評価システムを開発し、中性子ビームを使わずとも$$^{3}$$Heスピンフィルターの性能を正確に評価できるようになった。また、$$^{3}$$Heスピンフィルターを製作するためのガス封入システムの開発も行い、RbとKをガラスセルに封入するHybrid SEOP法を使用した高性能な$$^{3}$$Heスピンフィルターの開発に取り組んでいる。本発表では原子力機構における開発の現状について報告する。

口頭

中性子イメージングによるリチウムイオン電池充電量の空間分布測定

甲斐 哲也; Su, Y.; 廣井 孝介; 篠原 武尚; 及川 健一; 林田 洋寿*; Parker, J. D.*; 松本 吉弘*; 瀬川 麻里子; 中谷 健; et al.

no journal, , 

エネルギー分析型中性子イメージング装置「螺鈿」において、リチウムイオン2次電池(LIB)を対象とした充電量の空間分布測定を行った。LIBの負極材料のグラファイトの面間距離は、リチウムイオンが層間に入る効果により、電池の充電量の増加に伴って広がることが知られている。LIBの中性子透過率を波長依存で測定した場合、グラファイトの面間距離に応じた波長で急激な透過率の変化(ブラッグエッジ)が観測されることから、ブラッグエッジの波長から充電量を評価することが可能となる。急速な充放電を繰り返す劣化試験を行った2体のLIBを対象に、充放電時の透過中性子スペクトル測定を行った。1体のLIBは、全体を均等に拘束(Type-A)して劣化試験及び中性子測定を行ったが、他方は端部のみを拘束(Type-B)した状態で試験・測定を行った。位置毎の透過中性子スペクトルのブラッグエッジ波長から充電量分布を評価した結果、Type-Aでは充電分布に顕著な偏りが生じるが、Type-Bでは均質に充電が進行することが分かった。この結果から、中性子イメージングによる充電量の空間分布測定を通じて、LIBの劣化状態の評価が可能であるとの結論を得た。

口頭

MLF中性子データ処理環境「空蝉」最新トピック2019

稲村 泰弘; 伊藤 崇芳*; 大下 英敏*; 安 芳次*

no journal, , 

「空蝉」は、J-PARC, MLFにおける中性子散乱用データ処理・解析可視化環境の一つであり、多くのビームラインで導入されているソフトウェア群である。しかし、空蝉自身のコードは、遡ればMLFにて中性子初ビームが生成された頃から継続的に開発・使用されてきたため、特にグラフィカルインターフェースのベースとなっているスクリプト言語(Python)のバージョンが古くなり、LinuxやWindowsなどの最新環境にそぐわなくなってきた。そこでこの数年ほどかけてPythonの新しいバージョン(Python 3)に対応させてきた。また、汎用データプロッタの部分を分離し「夕顔」と呼ばれる汎用データプロッタソフトウェア群(MLFで開発)に含めて役割分担を明確にすることで、空蝉の構造がよりシンプルとなり、開発のみならずユーザーから見た使い勝手の向上を狙っている。本件ではその開発の進捗と方向性、最近のトピックLive Data Reductionの空蝉における対応の現状と展開などについて示す予定である。

口頭

MLF非弾性中性子散乱装置「四季」

梶本 亮一; 中村 充孝; 蒲沢 和也*; 稲村 泰弘; 池内 和彦*; 飯田 一樹*; 石角 元志*; 村井 直樹

no journal, , 

四季は数meV$$sim$$数100meVのエネルギー領域を最高約5%のエネルギー分解能でカバーする非弾性中性子散乱装置である。共用装置のひとつとして国内外のユーザーにビームタイムを提供し、2018年にはスピントロニクス材料, 鉄系超伝導体, 熱電物質, f電子系、トポロジカル物質等の分野の研究成果が生まれた。四季では低散乱角領域($$lesssim 30^{circ}$$)に上下左右に検出器が配置されていて磁気励起の測定に有利であることもあり、その利用は磁性・強相関系の研究が大半を占めていた。しかし、近年盛んとなってきた熱電物質や超伝導体のフォノン等の格子系の測定へも対応するべく、高散乱角領域への検出器の増設を進めている。一方、試料環境は標準環境の4K冷凍機に加えて$$^{3}$$He冷凍機等のMLF共通試料環境の利用も増えつつあるが、さらに、最近MLF共通超伝導マグネットも利用できるように整備を行った。今回の発表ではこうした最近の装置の利用状況や装置の高度化の状況等について紹介する。

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