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論文

Design and performance of high-pressure PLANET beamline at pulsed neutron source at J-PARC

服部 高典; 佐野 亜沙美; 有馬 寛*; 小松 一生*; 山田 明寛*; 稲村 泰弘; 中谷 健; 瀬戸 雄介*; 永井 隆哉*; 内海 渉; et al.

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 780, p.55 - 67, 2015/04

 被引用回数:21 パーセンタイル:2.42(Instruments & Instrumentation)

PLANETは高温高圧実験に特化された飛行時間型の中性子ビームラインである。パルス中性子回折実験用に設計された大型の6軸型マルチアンビルプレスを用いることで定常的には高温高圧下約10GPa、2000Kでのデータ測定が可能性である。きれいなデータを取得するために、ビームラインには入射スリットと受光スリットが装備してあり、高圧アセンブリからの寄生散乱が除去可能である。$$Delta$$$$d$$/$$d$$=0.6%の高い分解能、0.2-8.4${AA}$の広いデータ取得可能$$d$$レンジおよび高い寄生散乱除去性能により、高温高圧下での結晶および液体の高精度な構造決定が可能となっている。

論文

Multiple prompt $$gamma$$-ray analysis and construction of its beam line

大島 真澄; 藤 暢輔; 木村 敦; 海老原 充*; 大浦 泰嗣*; 伊藤 泰男*; 澤幡 浩之*; 松尾 基之*

Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, 271(2), p.317 - 321, 2007/02

 被引用回数:9 パーセンタイル:38.15(Chemistry, Analytical)

多重$$gamma$$線検出法を中性子放射化分析と組合せることにより、従来の放射化分析より優れた感度と分解能が得られることを実証した。われわれは今回多重$$gamma$$線検出法を即発$$gamma$$線分析に適用するために、原子力機構(旧原研)研究炉JRR-3の冷中性子ガイドホールに新たなビームラインを設置した。これはビームシャッター,ビーム減衰器,多重$$gamma$$線検出装置,試料交換機,ビームストッパーからなる。この分析のために最適化した高効率多重$$gamma$$線検出装置を建設中であり、その性能をモンテカルロシミュレーションコードGEANT4.5.0で評価した。

論文

ベンダーによる偏向電磁石ビームラインのサジタル集光

米田 安宏; 松本 徳真; 古川 行人*; 石川 哲也*

SPring-8利用者情報, 8(6), p.397 - 400, 2003/11

SPring-8偏向電磁石ビームラインにおいて、ベンダーによるサジタル(水平方向)集光はビーム強度とビームレゾリューションのどちらの面でも最良の集光光学系である。BL14B1では他のビームラインに先駆けて、いち早くこの集光光学系を採用し、実験を行ってきた。特にBL14B1では2003年3月より、ベンダー用の弯曲結晶を新しいデザインに変更し、サブミリ集光を実現した。BL14B1では、種々の実験が行われるため、広範囲のエネルギーバンドに対応したベンダーが必要であるが、分光器に備わっている回転傾斜機構によって、5keVから150keVまでの集光が可能である。この新しい弯曲結晶は、他の偏向電磁石ビームライン(BL19B2, BL26B1)でも採用予定であり、既にインストールされているビームライン(BL02B1, BL12B2, BL14B1)を合わせると、ベンドシリンドリカルミラーと並ぶ、SPring-8で最もポピュラーなサジタル集光光学系の一つとなる。

報告書

SPring-8原研軟X線ビームラインBL23SUのH13年運転・整備記録

安居院 あかね; 吉越 章隆; 中谷 健; 藤井 健太郎; 横谷 明徳

JAERI-Tech 2002-064, 57 Pages, 2002/08

JAERI-Tech-2002-064.pdf:7.47MB

SPring-8,BL23SUは原研専用軟X線ビームラインである。2001年は冬期シャットダウン中に行われた。IDチャンバー改良に伴う最大パワー上昇に対する、遮蔽対策・放射線管理への変更申請が進められ、実運用への準備が進んだ。また、ID駆動に対するCOD補正もその精度向上が進んでいる。また、XBPMの改造も行われた。本報告では、2001年に行われた挿入光学,分光器,制御システム等のビームラインにかかわる、整備・調整に関してSPring-8の運転スケジュールに沿ってまとめる。

論文

First results from the actinide science beamline BL23SU at SPring-8

斎藤 祐児; 中谷 健*; 松下 智裕*; 安居院 あかね; 吉越 章隆; 寺岡 有殿; 横谷 明徳

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 474(3), p.253 - 258, 2001/12

SPring-8のアクチノイド科学ビームラインBL23SUは、アクチノイド化合物,半導体表面,生体関連物質の研究のために建設された。本ビームラインでは、可変偏光アンジュレータと非等刻線間隔格子分光器を用い、約300eV$$sim$$2keVの軟X線を利用する。本発表では、分光器の性能テストにて得られた結果を報告する。エネルギー分解能評価は、酸素,窒素,ネオン気体の光吸収スペクトルを測定することにより行い、ほかの高分解能ビームラインで得られている性能と同程度であることがわかった。また、実験ステーションでは、0.5$$sim$$1.8keVの円偏光放射光が、10$$^{11}$$毎秒程度得られた。

報告書

JT-60U用負イオンNBI装置の建設

河合 視己人; 秋野 昇; 海老沢 昇; 本田 敦; 伊藤 孝雄; 椛澤 稔; 栗山 正明; 藻垣 和彦; 大賀 徳道; 大原 比呂志; et al.

JAERI-Tech 2001-073, 98 Pages, 2001/11

JAERI-Tech-2001-073.pdf:4.65MB

JT-60U用負イオンNBI装置(N-NBI)は、世界初の負イオン源を用いた高エネルギー中性粒子入射加熱装置で、JT-60Uにおけるプラズマ中心部の高密度領域でのビーム電流駆動と加熱の実験を行うことを目的に、1996年3月に完成した。N-NBIは、イオン源2台,ビームライン1基,イオン源用電源,その他の設備から構成され、装置の建設終了後、イオン源や電源の調整試験や改良を行いながら初期プラズマ加熱実験を行った。1997年9月より本格的加熱実験を開始し、ビーム性能向上のための試験を行いながら、現在までに最大400keV,5.8MWの重水素ビームのプラズマへの入射を達成した。現在もビームエネルギー,及び入射パワーの増大のために各種改良を加えながら入射実験を行っている。

論文

Fixed-height exit bender of synchrotron x-rays above 40 keV

米田 安宏; 松本 徳真; 古川 行人*; 石川 哲也*

Journal of Synchrotron Radiation, 8(1), p.18 - 21, 2001/08

 被引用回数:35 パーセンタイル:14.25(Instruments & Instrumentation)

X線の集光は全反射ミラー、フレネルレンズ、湾曲結晶などを用いて行われている。SPring-8の偏光電磁石ビームラインでは集光する放射光X線の発散角が非常に大きく集光光学素子のアパーチャーが広いものが必要で、また高エネルギーX線の集光を行わねばならないことから湾曲結晶によるサジタル集光がベストの集光方法である。しかし従来のサジタル集光では20keV以上の高エネルギー領域での集光特性が悪くSPring-8で使うためには新たな結晶湾曲装置を開発する必要があった。そこでSPring-8標準二結晶分光器に取り付けられるようなコンパクトな湾曲装置を開発し、そのテストを原研ビームラインBL14B1で行った。その結果、60keVのX線をも集光することができた。このような高エネルギー領域でのサジタル集光は世界的にみても例がなく、さらにエネルギーを変えた時のビーム位置が非常に安定しており、ダイナミックベンディングも可能である。

論文

High energy synchrotron X-ray focusing by fixed exit bender

米田 安宏; 松本 徳真; 古川 行人*; 石川 哲也*

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 467-468(Part1), p.370 - 372, 2001/07

 被引用回数:5 パーセンタイル:56.61

SPring-8の偏向電磁石ビームラインにおける硬X線のサジタル集光特性についての発表である。SPring-8のサジタル方向の集光は分光器の第二結晶ベンダーを用いた湾曲結晶を用いて行う。このベンダーはSPring-8の広エネルギー領域の放射光に対応できるように結晶面の切替によって111,311,511,733面を1組の結晶でカバーする。このため、インクラインドジオメトリでのサジタル集光ができなくてはならない。特にSPring-8のソースのエネルギー分布は従来の放射光施設に比べて高エネルギー側にシフトしているため困難な30keV以上のX線の集光を達成しなくてはならない。さらに利用実験を容易にするためにエネルギーを変えてもビーム位置が変わらないような定位置出射が可能な設計にしてある。このようなユニークな結晶ベンダーの集光特性を調べたので報告する。

論文

Soft X-ray beamline for spectroscopy of solids at SPring-8

斎藤 祐児; 木村 洋昭*; 鈴木 芳生*; 中谷 健*; 松下 智裕*; 室 隆桂之*; 宮原 恒あき*; 藤澤 正美*; 曽田 一雄*; 上田 茂典*; et al.

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 467-468(Part.1), p.553 - 556, 2001/07

 被引用回数:21 パーセンタイル:16.13

SPring-8のBL25SUは、軟X線円偏光放射光を利用し、光電子分光、光吸収磁気円2色性、光電子回折等の手法により、固体の電子状態及び表面原子構造等の高精度測定を行うビームラインである。今回は、200~500eVの光エネルギーでの本ビームラインの性能及び、円偏光アンジュレーターに関する評価結果を報告する。エネルギー分解能は、Ar及びN$$_{2}$$気体の光吸収スペクトルを測定することにより評価し、これまでにほかの放射光施設で得られているスペクトルと同程度以上のものが測定でき、他エネルギー側においても、本ビームラインの高い性能を実証することができた。

論文

Construction and commissioning of a 215-m-long beamline at SPring-8

後藤 俊治*; 竹下 邦和*; 鈴木 芳生*; 大橋 治彦*; 浅野 芳裕; 木村 洋昭*; 松下 智裕*; 八木 直人*; 一色 麻衣子*; 山崎 裕史*; et al.

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 467-468(Part1), p.682 - 685, 2001/07

 被引用回数:115 パーセンタイル:0.85

大型放射光施設SPring-8には、発光点から実験ステーションまでの距離が215メートルある中尺ビームラインがある。そのうちの、偏向電磁石ビームラインであるBL20B2の建設及びコミッショニングをおこなった。

論文

Development of an atomated single cell irradiation system combined with a high-energy heavy ion microbeam system

神谷 富裕; 横田 渉; 小林 泰彦; Cholewa, M.*; Krochmal, M. S.*; Laken, G.*; Larsen, I. D.*; Fiddes, L.*; Parkhill, G.*; Dowsey, K.*

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 181(1-4), p.27 - 31, 2001/07

 被引用回数:29 パーセンタイル:9.8

原研高崎のAVFサイクロトロンの垂直ビームラインに設置された高エネルギー重イオンマイクロビーム装置において大気中生物細胞へのシングルイオンヒット技術を確立し、細胞自動認識高速ビーム照準システムを導入した。試料皿上に無数に散在する個々の細胞を照射前後にオフラインの顕微鏡において、全自動で認識するために、遠隔駆動の精密ステージと制御計算機及びソフトウェアからなるシステムを開発した。さらに認識された細胞の中から照射すべきものの位置を顕微鏡画像データから自動抽出し、それに基づいて全自動照射するためのオンラインシステムも同時に開発した。今回は、それらのシステムの概要を示し、テスト試料を用いて行った予備的な実験結果について報告する。

論文

量子構造物性ビームラインBL22XU建設計画の概要

小西 啓之; 塩飽 秀啓; 稲見 俊哉; 片山 芳則; 綿貫 徹

SPring-8利用者情報, 6(3), p.198 - 201, 2001/05

平成11年度補正予算によって建設が認められたSPring-8における4本目の原研ビームラインBL22XU(量子構造物性ビームライン)の概要について報告する。アクチノイド系の特に共鳴磁気散乱実験・磁気吸収実験に主眼を置くため、ビームラインは非密封放射性試料が利用可能なRI棟内に導入し、また3keV付近の比較的低エネルギーなX線も使用可能とする。一方で蓄積リング棟実験ホールにも極限環境実験用の設備を整備し、70keV程度までの高エネルギーX線を利用する。これらのために光源は磁石周期長38mmの真空封止型アンジュレータとし、二結晶分光器は低エネルギー用と高エネルギー用の2台をタンデム配置のうえ、切り替えて用いることとした。集光系についても低エネルギーは全反射ミラー、高エネルギーではベリリウムレンズ等を用いる。低エネルギーX線利用のためにベリリウム窓はすべて可動式とするなどの対策をとっている。

報告書

A Study on radiation shielding and safety analysis for synchrotron radiation beamline

浅野 芳裕

JAERI-Research 2001-006, 162 Pages, 2001/03

JAERI-Research-2001-006.pdf:6.05MB

第3世代放射光施設の放射光ビームラインに対する遮蔽設計手法と安全解析手法について開発研究を行った。本研究では、極端に大強度でそのほとんどのエネルギーが数100keV以下の放射光に対する遮蔽安全解析の研究とビームラインに混入してくる非常にエネルギーの高い(数GeV)放射線に対する挙動解析研究より構成される。放射光に関する遮蔽研究では、放射光ビームライン遮蔽計算コード「STAC8」を開発した。このコードは再生効果や放射光の直線偏光による散乱も考慮できる。本コードの妥当性を検証するために、このコードとモンテカルロ計算コードEGS4との比較計算及びビームラインハッチ内線量分布の比較実験を行い、良い一致を得た。また、開発したコード「STAC8」を用いてそれまで意識されなかったグランドシャインを解明するとともに、もっとも有効と思われる対策を提示した。SPring-8で発生するガス制動放射線を正確にシミュレーションするための計算条件を提示し、タングステン酸鉛シンチレーターを用いて、SPring-8のビームラインに混入してくるガス制動放射線を高精度で測定した。その結果、蓄積電子のビーム発散角やビームサイズなどの電子ビーム蓄積状態との関係を得た。ガス制動放射線によって発生する光中性子による線量を、準重陽子発生及び$$pi$$中間子発生領域まで考慮して評価した。また、このガス制動放射線に付随して発生する光中性子をハッチ外の位置でスペクトル計測し、得られた線量とモンテカルロ計算結果と比較検証した。本研究で整備されたガス制動放射線とそれに付随する光中性子の解析手法を用いて、レーザー電子光ビームラインで問題となる高エネルギー光子と付随する光中性子に対する遮蔽解析を実施した。これらの研究結果から、第3世代放射光施設の放射光ビームラインにおける遮蔽設計手法が確立され、すばやく正確にハッチからの漏洩線量が評価できるようになった。

論文

A Study on 3-GeV proton beam transport line for JSNS

明午 伸一郎; 原田 正英; 今野 力; 池田 裕二郎; 渡辺 昇; 坂元 眞一*; 武藤 豪*; 三宅 康宏*; 西山 樟生*; 下村 浩一郎*; et al.

JAERI-Conf 2001-002, p.314 - 324, 2001/03

原研・KEK大強度加速器統合計画における中性子散乱実験値施設における3GeV陽子ビーム輸送ラインについて検討を行った。これらのターゲットの配置案では、一つのビームを有効的に共有できる「串刺しターゲット」になっている。3GeV陽子ビームは、中間子実験用の炭素標的を通過した後に水素ターゲットに入射する。ビームオプティクス及びピームスピルの計算は、TRANSPORT及びDECAY-TURTLEコードを用いて行った。TRANSPORTコードを用いて、ビームライン構造について検討を行い、全長70mの候補とするビームラインを得た。さらにDECAY-TURTLEを用いて、上記のビームラインにおける、ビーム形状及びビームスピルの計算を行った。この結果ビームスピルは目標とする10%以下にできることがわかった。また、中性子ターゲットにおけるビーム形状も目標とする横13cm,縦5cmの一様にできることがわかった。

論文

Commissioning of surface chemistry end-station in BL23SU of SPring-8

寺岡 有殿; 吉越 章隆

Applied Surface Science, 169-170, p.738 - 741, 2001/01

 被引用回数:47 パーセンタイル:10.64

SPring-8に建設された原研軟X線ビームラインBL23SUに設置される表面反応分析装置(エンドステーション)の設計及び基本的な性能について現状を報告する。本装置は主に表面反応分析室、表面構造分析室、ビームモニタ室、超音波分子線発生器から構成される。表面反応分析室では電子エネルギー分析と質量分析の予備実験結果を紹介する。表面構造分析室ではサンプルのクリーニングとその後の表面分析(LEED/AES)について述べる。ビームモニタ室については差動排気の達成度を報告する。超音速分子線発生器ではN$$_{2}$$及びO$$_{2}$$分子線を発生させ、差動排気の達成度や化学組成の質量分析結果を報告する。本報告では以上の基本的な性能が表面反応ダイナミクスの研究に不可欠であることを強調する。

論文

Estimation of synchrotron radiation dose outside the hutch of SPring-8 beamline

浅野 芳裕

Proceedings of 10th International Congress of the International Radiation Protection Association (IRPA-10) (CD-ROM), 6 Pages, 2000/05

大型放射光施設SPring-8では、高エネルギーでかつ高輝度の放射光ビームが得られる。このことは一方でビームライン遮蔽条件がより一層厳しいものとなる。筆者はビームライン遮蔽設計を目的とした計算コードSTAC8を開発し、モンテカルロコードEGS4や高エネルギー加速器機構フォトンファクトリーの実験を通して、その計算性能を評価してきた。今回SPring-8ベンディングビームラインを用いて実際の使用条件下での遮蔽性能を評価し、合わせて漏洩線量測定結果とも比較を行い、良好な結果を得た。また従来用いられてきたPHOTONコードとの比較を通してSTAC8コードの特徴を述べるとともにSPring-8ビームライン遮蔽設計の特徴についても議論する。

論文

原研X線ビームライン(BL14B1,BL11XU)の現状

小西 啓之; 塩飽 秀啓; 米田 安宏; 三井 隆也; 西畑 保雄

SPring-8利用者情報, 4(5), p.4 - 8, 1999/09

SPring-8にある原研ビームラインのうち、BL14B1及びBL11XUの現状について報告する。1998年3月に本格的な利用運転を開始したBL14B1(材料科学用ビームライン)については、分光結晶の水冷却の際に生じる振動を軽減するための対策と、新型間接冷却用分光結晶の性能試験について報告する。また1996年に建設を開始したBL11XU(材料科学用ビームライン)については、1998年のコミッショニングを経て1992年の核共鳴散乱装置立ち上げに至るまでの経過について述べる。

報告書

SPring-8におけるガス制動放射線の評価

浅野 芳裕

JAERI-Research 99-022, 28 Pages, 1999/03

JAERI-Research-99-022.pdf:1.12MB

第三世代大型放射光施設SPring-8のビームライン遮蔽安全上、重要な検討項目の一つである、蓄積リング内残留ガスと蓄積電子との相互作用によって発生する制動放射線について、電磁カスケードモンテカルロコードEGS4を用いて評価した。各々ガス制動放射線スペクトルと放出角度分布について、シミュレーション計算を行ううえで重要である、エレクトロンカットオフエネルギーやガス圧力依存性を検討し、SPring-8でのガス制動放射線シミュレーション計算条件を示した。また、発生したガス制動放射線を遮蔽するために必要な鉛遮蔽体の大きさを示した。ガス制動放射線はそのエネルギーが8GeVまで存在し、鉛遮蔽体のような厚い標的にあたると光核反応中性子を発生する。この光核反応中性子についても検討を行った。

論文

Design of beamline end-station at BL23SU in SPring-8 for surface reaction dynamics study

寺岡 有殿; 吉越 章隆

Atomic Collision Research in Japan, No.25, p.97 - 98, 1999/00

表面反応ダイナミクスの研究では、化学吸着、表面での原子組み換え反応、脱離に対して入射分子の並進エネルギーや振動エネルギーの役割に興味が持たれている。また応用の見地からは、分子の運動エネルギーや光子のエネルギーは表面反応を制御するための新しい方法を開発するキーとなりうる。大きな運動エネルギーを持った分子の照射によって新しい化学吸着状態が形成される可能性がある。その分析に光電子分光法は有効である。それゆえ、SPring-8のBL23SUに表面反応ダイナミクス研究用のエンドステーションを設置すべく設計した。この実験装置では超音波分子線と電子エネルギー分析器を同時に使用して表面反応を実時間かつその場で観察するのが目的である。本投稿では本実験装置の設計の概要について報告する。

論文

Design of surface chemistry end-station of BL23SU in SPring-8

寺岡 有殿; 吉越 章隆*

Japanese Journal of Applied Physics, 38(Suppl.38-1), p.642 - 645, 1999/00

 被引用回数:15 パーセンタイル:39.64(Physics, Applied)

SPring-8に建設された原研軟X線ビームラインBL23SUに設置予定の表面光化学反応研究用実験ステーションの設計を紹介する。この実験ステーションでは、半導体表面上で起こる、分子の運動エネルギーで誘起される新しい表面反応の反応ダイナミクスと単原子吸着層の軟X線による光分解反応の素過程の研究を目的としている。反応分子の供給方法としては、分子の運動エネルギーを連続的に変化させることができる、また、反応室の圧力を10$$^{-5}$$Pa以下に保持できる超音速分子線を採用する。この超音波分子線とビームラインの放射光を用いて、反応最中の高分解能電子分光を行うことができる表面反応分析装置を設計した。これによって、表面の化学状態と入射分子の運動エネルギーの関係の解明と、表面単原子層の光分解を利用した新しいサーファクタント形成方法を研究する。

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