Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
服部 高典
油空圧技術, 61(7), p.29 - 35, 2022/07
油圧技術の応用例として、6軸型マルチアンビルプレス「圧姫」とそれを擁するJ-PARC超高圧中性子回折装置PLANET、そこで行われた地球中心核の水素に関する研究を紹介する。
服部 高典; 佐野 亜沙美; 町田 真一*; 阿部 淳*; 舟越 賢一*; 岡崎 伸生*
日本結晶学会誌, 59(6), p.301 - 308, 2017/12
PLANETは、高圧実験専用の中性子ビームラインである。J-PARCの強力な中性子源と飛行時間型粉末中性子回折用に設計された高圧デバイスを組み合わせることにより、0-20GPaおよび77-2000Kの広い温度圧力範囲にわたって、結晶、液体および非晶質固体の精密な構造解析が可能になる。このビームラインは、地球物理学, 惑星科学, 物理学, 化学における様々な研究に有効である。本稿では、ビームラインを概説し、PLANETで得られた最新の結果を紹介する。
新村 信雄; 茶竹 俊行; Ostermann, A.; 栗原 和男; 田中 伊知朗
Zeitschrift f
r Kristallographie, 218(2), p.96 - 107, 2003/03
これは原研で開発した中性子回折装置BIX-3を用いて行った中性子構造生物学研究の総合報告の依頼原稿である。中性子構造生物学はタンパク質の水素,水和構造を原子レベルで決定できる唯一の実験手法であり、原理はわかっており30年前に実験の試みはされたが、実験データ収集に1年以上かかるのでその後ほとんど行われてこなかった。われわれ原研グループは中性子イメージングプレート(IP)及びいくつかの技術開発を成功させ、中性子回折装置BIX-3を建設し、それにより基本的なタンパク質ミオグロビン,ルブレドキシンの水素を含む立体構造を高分解能で決定し、中性子構造生物学を確立した。それにより得られたいくつかの成果をまとめた。内容は中性子回折装置BIX-3の説明,中性子IPの説明,BIXにより決定されたミオグロビン,ルブレドキシンの水素原子の見え方,水素結合の見え方,H/D交換とその意義,水和水のダイナミックスについて紹介した。
Fernandez-Baca, J. A.*; Dai, P.*; 若林 信義*; Plummer, E. W.*; 片野 進; 富岡 泰秀*; 十倉 好紀*
Journal of the Physical Society of Japan, Vol.70, Supplement A, p.85 - 87, 2001/00
ORNLに設置された広角中性子回折装置WANDを使って、巨大磁気抵抗効果を示す強磁性のマンガン酸化物、(Pr,Ca)MnO
と(La,Ca)MnOの格子歪みにおける相関を調べた。歪みの場の相関長、格子との不整合性及びその方向の濃度依存性から、格子歪みの発達が系の伝導性(電気抵抗)を著しく低下させることが明らかになった。
栗原 和男; 友寄 克亮; 玉田 太郎; 黒木 良太
no journal, ,
膜タンパク質やタンパク質複合体などの立体構造解析に基づくタンパク質間相互作用の解明は、現代の生命科学研究における重要な領域であり、中性子結晶構造解析から得られる水素原子や水和水の立体構造情報は、タンパク質の機能解明や高機能化に大きく寄与する。しかし、ここで対象となる高分子量タンパク質は、試料結晶の単位胞体積も大きくなり、既存の中性子回折装置では対応できていない。そこで我々は、J-PARC(大強度陽子加速器施設)に、大型単位胞結晶(目標値:格子長250
)をも測定可能にする中性子回折装置の建設を推進している(J-PARC中性子実験装置部会での2次(最終)審査合格済み)。この測定実現には、空間方向に加え時間方向での反射スポットの分離が鍵となる。そこで、カメラ半径を長くし(800mm)、線源には中性子パルス時間幅が短い減速材(非結合型)を選択する。中性子ガイド管設計では、非結合型減速材表面の高輝度部分(高さ40mm
幅60mm。波長2.86以上において減速材表面全体の平均輝度に比べ1.24倍の輝度)のみを利用するように設計を行った。また、垂直方向は、スーパーミラー反射回数の増加による強度の低減を図るため楕円形状した。水平方向では、不要な
線や波長の短い中性子を除去するため、曲管形状を取り入れた。McStasコードによる軌跡シミュレーションから、試料位置での強度は510
/cm
/s(波長1.5-5.6(第1フレーム))と見積られている。
栗原 和男; 友寄 克亮; 玉田 太郎
no journal, ,
膜タンパク質やタンパク質複合体などの立体構造解析に基づくタンパク質間相互作用の解明は、現代の生命科学研究における重要な領域である。しかし、対象となる高分子量タンパク質は、試料結晶の単位胞体積も大きくなり、既存の中性子回折装置では対応できていない。そこで我々は、J-PARC(大強度陽子加速器施設)に、大型単位胞結晶(目標値:格子長250)をも測定可能にする中性子回折装置の設置実現を推進している(J-PARC中性子実験装置部会・2次審査合格済)。この測定実現には、空間方向と時間方向での反射スポットの分離が鍵となる。そこで、カメラ半径を長くし(800mm)、線源には中性子パルス時間幅が短い非結合型減速材を選択する。長いカメラ半径に対応するために必要な大面積検出器(有感面積
300mm300mm、空間分解能2.5mm)については、J-PARCセンター・中性子基盤セクションと連携し開発・製作を行っている。一方、中性子ガイド管設計(
1=33.5m)では、非結合型減速材表面の高輝度部分(高さ40mm幅60mm、2.9 
波長9.1において、減速材表面全体の平均輝度に比べ約1.3倍の輝度)を利用するように設計を行った。垂直方向は楕円形状、水平方向は曲管形状を組み合わせ、試料位置での最大角度分散は0.8
(垂直)、0.6(水平)を得る。McStasコードによる軌跡シミュレーションから、試料位置での強度は510/cm/s(波長1.5 - 5.6(第1フレーム))と見積られている。
鬼柳 亮嗣; 大原 高志; 中尾 朗子*; 花島 隆泰*; 宗像 孝司*; 茂吉 武人*; 黒田 哲也*; 田村 格良; 及川 健一; 金子 耕士; et al.
no journal, ,
J-PARC・MLFのBL18に設置されたTOF-Laue型単結晶中性子回折装置SENJUは、2012年にビームを受け入れ始め、現在共用装置としてユーザー実験が行なわれている。本装置は、無機物や低分子性物質、磁性体等を主な対象とし、特殊環境下での精密な構造解析を目的として開発された。特に、MLFの特徴である大強度の中性子を利用した微小単結晶での測定や、広い逆空間の効率的な測定を行うことが可能である。主要な試料環境装置である4K冷凍機は低温で駆動可能な2軸ゴニオメータを持っており、冷凍機本体を動かすことなく、また試料を取り出すことなく、低温下で試料を回転し方位を変更することができる。最大7Tの磁場を発生することのできる超電導マグネットでは、磁気散乱の測定に重要となる低波数領域(長波長領域: 4.4 - 8.8)にマグネット由来となるブラッグ反射が存在せず、また希釈冷凍機との組み合わせにより約40mKまでの冷却も可能である。測定されたデータに対しては、独自に開発された解析ソフトウェアSTARGazerを用いて可視化、方位決定、積分強度計算を行い、得られる指数と構造因子から外部ソフトを用いて構造解析を行っている。
服部 高典; 佐野 亜沙美; 小松 一生*; 町田 真一*; 阿部 淳*; 舟越 賢一*
no journal, ,
PLANETは大強度陽子加速器施設J-PARCに最近建設された高圧中性子ビームラインである。最大の特長は高温高圧下でも、試料容器等からの散乱の混入なく、大変きれいなパターンが得られることである。ビームラインには、6軸型マルチアンビルプレスや、パリエジンバラプレス、低温セル(水戸システム)、ダイヤモンドアンビルセルが装備されており、40L-2000K及び0-20GPaの広い温度圧力領域にわたって回折実験ができるようになっている。きれいなパターンが得られるという特徴をこれらと組み合わせることにより、結晶や液体の高精度の構造解析ができるようになっている。2013年から一般ユーザーに開放されている。本発表では、PLANETの性能とともに、最近得られた成果に関して紹介する。
服部 高典; 佐野 亜沙美; 有馬 寛*; 小松 一生*; 舟越 賢一*; 阿部 淳*; 町田 真一*; 大内 啓一*; 岡崎 伸生*
no journal, ,
PLANETはJ-PARCのMLFに最近建設された高圧中性子ビームラインである。最大の特長は、6軸型のマルチアンビルプレス「圧姫」により10GPa, 2000Kでの中性子その場観察ができる点である。また、パリエジンバラプレスや低温セルなどの小型プレスを用いることで、常温20GPaや高圧低温(5GPa, 77K)での実験もできるようになっている。ビームラインには、ファインな入射及びラジアルコリメータが搭載されており、試料周りからの物質を取り除きクリーンなパターンが得られるよう工夫がなされている。回折計の性能と、きれいなパターンが取得可能なため、結晶、液体の高精度な構造解析ができるようになっている。2013年から共用運転がなされている。本発表ではPLANETの性能と最近得られた結果に関して紹介する。
服部 高典
no journal, ,
PLANETは、東海村の大強度陽子加速器施設J-PARCの物質・生命科学実験施設に建設された高圧実験に特化した中性子粉末回折ビームラインである。その最大の特徴は、パルス中性子実験専用に設計された大型プレス「圧姫」を用い、高温高圧下(約10万気圧2000K)の結晶、液体、ガラスの構造解析ができることである。また、様々なタイプのプレスを使い分けることで、低温
高温(77K2000K)、の広い温度範囲での高圧実験が行えるようになっている。これらのユニークな特徴は、地球科学や物質科学をはじめとする様々な分野の研究に用いられている。詳細は、当日紹介する。
服部 高典
no journal, ,
中国深セン市で行われたCSNSの高圧ビームラインのデザインに関する国際諮問委員会において、J-PARC MLFの共用ビームライン超高圧中性子回折装置PLANET(BL11)の設計プロセスと実現した性能を紹介した。また、CSNS(中国核破砕中性子源)に建設される高圧ビームラインの仕様に関して、諮問を行い、装置デザインに関する議論と助言を行った。
服部 高典; 佐野 亜沙美; 町田 真一*; 阿部 淳*; 舟越 賢一*; 岡崎 伸生*; 柿澤 翔*
no journal, ,
PLANETは、J-PARCの高圧実験専用中性子ビームラインである。このビームラインの最大の特徴は、6軸マルチアンビルプレス「ATSUHIME」を用いて、24GPa, 1200Kまでの高圧高温実験を行うことができることである。またもう一つの特徴は、細い入射スリットと、試料位置視野0.83.0mmをもつラジアルコリメータで散乱領域を見込むことで、ヒーターや高圧セルなど試料周囲の物質からの散乱を除去し、きれいな回折パターンを取得できることである。これにより、結晶だけでなく、液体や非晶質固体の精密な構造決定が可能である。さらに、より小さな試料を使用することができ、このことは実験可能な最高圧力の向上にも寄与している。2013年のビームライン稼働以来、高圧装置や高圧技術の開発を進め、現在では様々な高圧装置を用いて広いPT領域で粉末回折実験が可能になっている。本発表では、ビームラインの性能と最近の開発状況について、PLANETで得られた最近の成果とともに紹介する。
