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口頭

Present status of energy resolved neutron imaging system "RADEN" in J-PARC

瀬川 麻里子; 篠原 武尚; 甲斐 哲也; 及川 健一; 原田 正英; 中谷 健; 大井 元貴; 佐藤 博隆*; 加美山 隆*; 横田 秀夫*; et al.

no journal, , 

Energy Resolved Neutron Imaging System (RADEN) has been constructed at beam line 22 in MLF (Materials and Life Science Experimental Facility) of J-PARC (Japan Proton Accelerator Research Complex). RADEN is the first system dedicated to the pulsed neutron imaging experiments in the world. The commissioning of the instrument began from November 2014, and user operation started in April 2015. The purpose of this system is to obtain energy-resolved two or three-dimensional neutron images effectively utilizing pulsed neutron nature. By neutron resonance imaging, Bragg-edge imaging and polarization analysis, it is able to derive quantitative sample information, such as crystallographic structure, nuclide composition and magnetic fields, respectively. Therefore, this system is designed to cover the wide neutron energy range from cold to epithermal neutrons of a few tens keV with good energy resolution. And, several neutron imaging devices with high time resolution and high spatial resolution are installed to utilize the time-of-flight method. In this presentation, the current results from commissioning for the beam property and several neutron imaging devices under pulsed neutron operation is introduced. And energy selective neutron tomography for several samples and prospects of the system is presented.

口頭

Magnetic phase transition and magnetic structures in SmBaMn$$_{2}$$O$$_{6}$$

鬼柳 亮嗣; 山田 重樹*; 青木 博*; 佐賀山 基*; 茂吉 武人*; 中尾 朗子*; 有馬 孝尚*

no journal, , 

ペロブスカイト型構造をもつMn酸化物は電荷,軌道,スピンの競合により多彩な秩序やそれに伴う物性を示すことから、高い注目を集めている物質の一つである。ReBaMn$$_{2}$$O$$_{6}$$で表わされる物質は、ペロブスカイト型構造のAサイトが秩序化したダブルペロブスカイト型構造をとり、Reの原子種に依存し複雑な相転移を示すことが知られている。Re=SmのSmBaMn$$_{2}$$O$$_{6}$$は高温から低温にかけて2度の電荷-軌道の秩序化及び再編と2度の磁気異常を示す。この磁気異常は反強磁性相転移や内部の磁気構造の変化に対応していると考えられているが詳細はわかっていなかった。本研究では、反強磁性相での磁気構造と、電荷-軌道の秩序化との相関を明らかにするため、中性子磁気散乱を用いた研究を行った。測定はJ-PARC/MLFの中性子単結晶回折装置SENJUを用いて行った。測定の結果、反強磁性相の磁気秩序化に伴う磁気反射が観測され、電荷-軌道の秩序化パターンと整合する磁気秩序パターンが実現されていることがわかった。また、最低温での磁気異常は、スピンの向きが回転することにより引き起こされていることが示唆された。

口頭

Automatic measurement software in J-PARC, MLF

中谷 健; 稲村 泰弘; 伊藤 崇芳*; 大友 季哉*

no journal, , 

J-PARC・MLFの中性子散乱実験は測定条件を変更しながら行われる。MLFの実験装置では測定条件の変更は制御ソフトウェアにより自動的に実行することができる。中性子源高出力化及び多様なユーザー実験に対応するため、2013年に我々は標準の装置制御ソフトウェアフレームワークの更新を行った。IROHA2と呼ばれる新しいフレームワークは、従来のものよりも使いやすく、可用性があり、柔軟かつ拡張可能である。2014年我々はIROHA2を用いた自動測定のためにシーケンス管理サーバーを開発した。シーケンス管理サーバーはシーケンシャルな制御だけでなく、制御コマンド間でパラメーターをやり取りすることによりフィードバック制御も可能である。また、シーケンス管理サーバーは他のIROHA2のソフトウェアコンポーネントと同様にWebユーザーインターフェースを持つ。このユーザーインターフェースでは測定シーケンスの編集、測定制御、グラフィカルな監視が可能である。発表では、IROHA2のシーケンス管理サーバーの詳細を示す予定である。

口頭

Visualization of magnetic field direction in an electric motor using polarized pulsed neutron imaging

廣井 孝介; 篠原 武尚; 林田 洋寿*; Parker, J. D.*; 及川 健一; 原田 正英; 甲斐 哲也; 新井 正敏*

no journal, , 

モーター, トランス等の磁気実用製品内部の磁場評価に向けた、偏極パルス中性子を利用した定量的磁気イメージング手法の開発を行ってきた。磁気製品のエネルギー損失を低減するためには磁場強度のみならず、磁場の方向分布の情報も定量的に評価することが重要となる。そこで本研究では偏極中性子イメージングによる小型モデルモーター内部の磁場方向分布の定量評価を試みた。磁気イメージング実験はJ-PARCセンター・物質生命科学実験施設(MLF)内に設置されたBL10"NOBORU"にて実施した。実験では偏極中性子の量子化軸方向をスピン回転子により変化させ、モーター内部の磁場に対して量子化軸方向を様々に変化させて偏極度分布像を取得した。その結果、量子化軸の方向に依存した偏極度の変化を位置ごとに解析することで、モデルモーター内の磁場方向の定量的分布像の取得に成功した。

口頭

Development of a cryostat for photo-crystallography on a TOF single crystal diffractometer SENJU

大原 高志; 花島 隆泰*; 宗像 孝司*; 茂吉 武人*; 鬼柳 亮嗣; 中尾 朗子*; 黒田 哲也*

no journal, , 

Photo-induced crystalline-state properties such as light-emission and magnetism of organic molecular crystals have been actively investigated because they can derive new photo-functional organic materials. In this research, we developed a new closed-cycle cryostat with 2-axes goniometer in which visible white light can be induced to carry out an in-situ single crystal neutron structure analysis of a photo-induced species in a single crystal on SENJU, a TOF-Laue single crystal diffractometer at MLF/J-PARC.

口頭

Time-of-flight neutron Bragg-edge imaging for microstructure of bent steel plates

Su, Y.; 及川 健一; 原田 正英; 篠原 武尚; 甲斐 哲也; Zhang, S.*; Parker, J. D.*; 佐藤 博隆*; 塩田 佳徳*; 友田 陽*

no journal, , 

J-PARC/MLFの中性子イメージング及び回折装置は、鉄鋼材料などの実用材のミクロスコ ピックな特性評価に非常に有用であると期待されている。本研究では、MLFのBL10 (NOBORU)におけるブラッグエッジイメージング実験とBL19 (TAKUMI)における中性子回折実験を組み合わせ、曲げの鉄鋼試料における結晶組織構造解析を実施するとともに、材料内部の構造変化を利用した新しい可視化技術の開発に向けた検討と検証実験を行った。

口頭

Status of resonance absorption imaging in RADEN, J-PARC

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

no journal, , 

The first neutron beam was provided to the energy-resolved neutron imaging system, RADEN, of J-PARC in November 2014. Test/demonstration measurements of the resonance absorption imaging carried out so far will be presented. Element enhanced images of copper and zinc in 1- and 2- euro coins, cobalt, manganese and tungsten in a commercially available lithium-ion battery were obtained by the neutron resonance absorption imaging by using a gas electron multiplication (GEM) neutron detector. A test measurement of neutron thermometry was also carried out. Neutron resonances of copper, manganese and platinum were measured at different temperatures by using the GEM neutron detector. Doppler broadenings of the resonances were recognized.

口頭

Protein dynamics and hydration studied by inelastic neutron scattering and molecular dynamics simulation

中川 洋

no journal, , 

中性子非弾性散乱は、水環境の生理的条件下での蛋白質の熱揺らぎを観測でき、溶媒とカップルした蛋白質ダイナミクスに重要な、テラヘルツ領域の低振動ダイナミクスを観測できる手法である。重水素化による蛋白質と水和水の分離観測や、分子シミュレーションを援用した水和水の構造とダイナミクスの相補的な解析は、蛋白質の水和研究に有効である。蛋白質の動力学転移は、蛋白質表面に広がった水和水ネットワークの揺らぎとカップルしている。中性子非弾性散乱による蛋白質の水和とガラス化の研究は、蛋白質物理学の基礎科学だけでなく、分子生物学や食品科学にも重要な知見を与えると期待できる。

口頭

Recent status of a cold neutron disk chopper spectrometer AMATERAS

中島 健次; 河村 聖子; 菊地 龍弥; 稲村 泰弘; 川北 至信; 中村 充孝; 梶本 亮一; 高田 慎一; 及川 健一; 原田 正英

no journal, , 

アマテラスは、J-PARCの物質・生命科学実験施設に設置された例中性子ディスクチョッパー型分光器である。MLFの大ピーク強度とパルス整形チョッパーを組み合わせ、高分解能、大強度での実験ができる装置である。2009年の初ビーム以来、装置調整、共用を続けてきた。今回の発表では、アマテラスの最新の状況を報告する。

口頭

Intermediate range ordering in molten noble-metal halides

田原 周太*; 川北 至信

no journal, , 

貴金属ハライドは、カチオン-アニオン間の結合がイオン性と共有性の中間的な性質を有する。このことが貴金属ハライドのいくつかの物質で超イオン伝導性を示すこととも関係している。溶融相では、長距離秩序を失う一方で、結合性がより局所構造に反映されやすい。ヨウ化銀、ヨウ化銅は超イオン伝導体として有名であり、その溶融構造には、中距離相関の指標となるFSDP(first sharp diffraction peak)がカチオン-カチオン部分構造因子に乗っていることが我々の先行研究で分かっている。この中距離相関は、カチオン-カチオン相関が最近接分布を形成する異種イオン間相関に深く侵入する分布を形成し、線状の不均一な構造をとることから生じている。単体ではFSDPを持たず長イオン伝導性も常圧では示さないAgClとRbClを溶融混合すると、中距離秩序が現れることが分かった。実験結果を再現する分極可能モデルを用いた分子動力学シミュレーションにより、AgイオンとRbイオンがアニオンの媒体の中でクラスターを形成していることが分かった。AgClおよびRbClのカチオン-アニオン間の結合性の違いが反映していると考えられる。

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