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論文

中性子ビーム利用研究における研究用原子炉JRR-3の役割; これまでとこれから

武田 全康; 松林 政仁

日本原子力学会誌, 58(6), p.371 - 375, 2016/06

国内において東日本大震災後、研究用原子炉が長期にわたり停止する中、軽水炉に引き続き、研究用原子炉の新規制基準対応審査も進展を見せ、ようやく国内での研究用原子炉の再稼働が視野に入ってきた。本解説では、日本原子力研究開発機構が所有する定常中性子源である研究用原子炉JRR-3で行われてきた中性子ビーム利用研究に焦点をあて、その概要とこれまでの利用実績を紹介する。次に大強度パルス中性子源であるJ-PARCの本格的な稼働による国内有数の研究用原子炉としてのJRR-3の位置づけの変化を踏まえた上で、JRR-3が再稼働した後の中性子ビーム利用研究の方向性を議論する。

口頭

中性子を使って非破壊で埋もれた界面を観る

武田 全康

no journal, , 

中性子反射率法は、ナノスケールの多層構造物質中に埋もれた界面の構造を調べることのできる非破壊的な構造解析手法である。その応用範囲は、磁性多層膜、高分子多層膜、生体膜、接着界面、電極界面など応用上重要なもの多岐に及ぶ。本講演では、中性子反射率法で何がわかるのかを具体的に紹介するとともに、日本原子力研究開発機構が有する2台の中性子反射率計について紹介する。

口頭

J-PARCの中性子反射率測定

武田 全康

no journal, , 

X線や中性子をプローブとする反射率法は、表面は言うまでもなく界面のナノ構造をも非破壊的に知ることのできる唯一の実験手法である。特に中性子は、X線に比較して物質に対する透過力が非常に大きく、物質中に深く埋もれた界面にも容易に達する。また、X線が苦手とする軽元素に対する感度も大きく、さらに、周期律表で隣り合う元素の識別能力を持つため、中性子反射率計は、金属、高分子、生物と測定対象を問わない理想的な表面・界面ナノ構造の研究手段である。国内では、つくばの高エネルギー加速器研究機構にあったパルス中性子源(KENS)や、茨城県東海村に日本原子力研究開発機構(JAEA)が所有する定常中性子源(研究用原子炉JRR-3)において、中性子反射率計による研究が行われてきた。しかし、JRR-3と同じ東海村のJAEAの敷地内の物質・生命科学実験施設で、世界最高強度を誇るパルス中性子源が平成20年より稼働し始め、そこにも2台の中性子反射率計が設置されたことにより、国内の中性子反射率計による研究環境が大きく変わっている。発表では中性子反射率法の原理の紹介と実際に行われた実験例を交えながら、MLFに設置された2台の中性子反射率計の概要について紹介したい。

口頭

偏極中性子反射率法による磁性多層膜の磁気構造解析

武田 全康

no journal, , 

一般に固体, 液体, 気体に限らず、異なる物質が接する界面は様々な機能発現の場であり、その機能と界面構造が密接に結びついている。スピントロニクスに関係する巨大磁気抵抗効果や交換磁気異方性も数nmから数10nmの厚さの強磁性薄膜と非磁性薄膜、あるいは、反強磁性薄膜との間の接合界面で起こる現象である。中性子をプローブとする反射率法は、磁気構造も含むこれらの磁性多層膜の厚さ方向の構造変化を非破壊的に知ることのできる優れた実験手法であり、中性子反射率法による数多くの磁性多層膜の研究が行われてきた。本講演、偏極中性子反射率法の原理を説明するとともに、典型的な実験例をいくつか示した後、国内で利用することが可能な中性子反射率計について紹介する。

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