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原田 正英
JPS Conference Proceedings (Internet), 45, p.011042_1 - 011042_6, 2026/06
J-PARCの物質・生命科学実験施設(MLF)では、3GeV・1MWの陽子ビームを炭素ターゲットと水銀ターゲットに入射し、それぞれミュオンビームと中性子ビームを供給している。MLFの最初のターゲットステーション 「TS1」は2008年から運転を開始し、2024年4月現在、近傍の1MWで安定に運転されている。MLFのアップグレードとして、第2ターゲットステーション「TS2」が計画されている。TS2はTS1の近傍に位置し、TS2への陽子ビームラインはTS1の陽子ビームラインの半分に分割されている。加速器から供給される陽子ビームの総出力は1.5MWに増加する。繰り返し周波数は25Hzのままであるが、3パルスのうち1パルスがTS2に輸送され、TS2への陽子ビームは8.3Hz、0.5MWとなる。TS2には、中性子とミュオンの両方を供給するタングステン回転ターゲットと、より高い陽子ビームの電流密度、ターゲットに近いモデレータ位置、より平坦なモデレータなどを採用することにより、より高い中性子輝度を提供するモデレータがある。反射体にはベリリウムと鉄が選ばれている。また、ヘリウムガスで冷却された回転ターゲットは、中性子とミュオンを共存させ、中性子とミュオンの強度を増加させることが期待される。TS2計画の詳細は文献にまとめられている。高強度の中性子を供給するために、シミュレーションコードPHITSとMCNPを用いてTS2の最適化研究が行われた。最終的に、TS2の結合型減速材はTS1の4倍の強度を提供できる。モデレータの高さを小さくすると、輝度はTS1の8倍になる。TS2の非結合型減速材もTS1より3倍高い強度を提供する。固定された固体ターゲットのケースも比較された。
Ta(n,
)
Ta reaction河村 しほり*; 遠藤 駿典; 岩本 修; 岩本 信之; 木村 敦; 北口 雅暁*; 中村 詔司; 奥平 琢也*; Rovira Leveroni, G.; 清水 裕彦*
JPS Conference Proceedings (Internet), 45, p.011069_1 - 011069_7, 2026/06
Random Matrix Theory (RMT) has been proposed to deal with the statistics of eigenvalues and eigenfunctions of complex many-body quantum systems. For the Gaussian orthogonal ensemble (GOE) of matrices, RMT is expected to correctly describe fluctuation properties of nuclear levels at relatively high excitations, such as near the neutron threshold. The reduced partial width amplitudes, which determine the strength of the coupling between a resonance and a particular channel, have a Gaussian probability distribution centered at zero, while the reduced partial widths (the squares of the partial width amplitudes) have a chi-square distribution with one degree of freedom: the Porter-Thomas distribution. The fluctuation properties of partial radiative widths have been measured and studied for many nuclides. For Ta, the results reported by Wasson et al. and Stelts et al. are inconsistent, and its fluctuation properties of widths are not precisely understood. One possible reason for this disagreement may arise from imprecise determination of the spins of the resonances. We therefore planned to determine the spins of the resonances from measurements and examine the statistical fluctuations of the partial radiative widths based on the results of spins. In this study, as a first step, we measured the gamma-rays emitted by neutron capture reactions of Ta at J-PARC MLF ANNRI (BL04) and confirmed the fluctuations of the radiative widths. Using the spins of the resonances listed in the nuclear data library, JENDL-5, the present result was consistent with that of Stelts et al. which deviated from the Porter-Thomas distribution.
La(n,)
La reaction遠藤 駿典; 藤岡 宏之*; 後藤 優*; 猪野 隆*; 岩本 修; 岩本 信之; 河村 しほり*; 木村 敦; 北口 雅暁*; 小林 龍珠; et al.
JPS Conference Proceedings (Internet), 45, p.011056_1 - 011056_8, 2026/06
The NOPTREX collaboration aims to search for time-reversal symmetry breaking (T-violation) using compound nuclear reactions. To elucidate the mechanism of T-violation in compound nuclear reactions, we are measuring the spin-angle correlation term of the (n,) reaction. We have already successfully measured the angular distribution and transverse asymmetry of emitted gamma-rays for several nuclei, such as La and 
Sn. As the next step, we measured the circular polarization of the emitted gamma-rays from the 0.75-eV p-wave resonance of La(n,)La reactions. The measurements were performed at J-PARC MLF BL04 (ANNRI). The circular polarization of gamma-rays was measured using the developed gamma-ray polarimeter. Although the circular polarization observed was weak, this first measurement on the resonances allowed us to place limits on the circular polarization from the p-wave resonance. In this presentation, we will report the details of the experiment and future plans.
原田 正英; 山口 雄司; 橋本 典道*; 伊藤 卓*; 田島 考浩*; 奥 隆之; 羽賀 勝洋; 池田 浩*; 田村 智志*
JPS Conference Proceedings (Internet), 45, p.011184_1 - 011184_4, 2026/06
J-PARCの物質・生命科学実験施設では、3GeV・1MWのパルス陽子ビームを水銀や炭素のターゲットに入射させ、発生する大強度の中性子ビームやミュオンビームを様々な測定に利用させている。測定に用いる試料は放射化するため、試料の放射能を評価することは、ユーザー実験の放射線安全のために非常に重要である。そこで、試料放射化計算コード(SARE)を開発した。SAREは、中性子束と放射化断面積を用いて、中性子及びミュオンビームラインごとの試料の放射能を評価することができる。中性子束は文献のデータを適用した。放射化断面積データはDCHAIN-SP-2001から取得した。負ミュオンの放射化もデータベースを使用した。SAREはJAVAとJAVAスクリプトをベースとしたWebサーブレットによるユーザーフレンドリーなインターフェイスを持ち、様々な実験条件を選択することができる。本発表では、SAREの紹介とBL10で実施したフォイル放射化法による検証結果を紹介する。
SbO
Piyakulworawat, C.*; 森田 克洋*; 福元 好志*; Hsieh, W.-Y.*; Chen, W.-T.*; 中島 健次; 河村 聖子; Zhao, Y.*; Wannapaiboon, S.*; Piyawongwatthana, P.; et al.
Physical Review Research (Internet), 8(1), p.013247_1 - 013247_16, 2026/03
歪んだハニカム化合物CuSbOの中性子非弾性散乱および磁化データを、一次のダイマー展開計算と量子モンテカルロシミュレーションを用いて解析した。これまでに提案されたハニカム格子モデルとは対照的に、この系は相互作用するダイマースピン鎖を有し、鎖に沿って強磁性-反強磁性結合が交互に現れることが示された。さらに、他のCu
ベースの歪んだハニカム磁性体で観測される典型的な結合とは異なり、スピン鎖は、予想される層間の鎖間結合ではなく、主にハニカム層間に生じる反強磁性結合を介して結合する。つまり、CuSbOの磁気結合スキームが異なることが明らかになった。さらに、X線分光法と透過型電子顕微鏡を利用して、化合物の結晶構造と積層欠陥モデルも従来のモデルをより精密化した。
遠藤 駿典
核データニュース(インターネット), (143), p.31 - 40, 2026/02
2025年度核データ部会賞奨励賞を受賞した、高強度パルス中性子源を用いた中性子捕獲ガンマ線の円偏光度測定、およびこれらの装置を用いたJ-PARC MLF ANNRI本における偏極に関する中性子入射核反応測定を実施する体系の構築状況について報告する。ガンマ線円偏光(ガンマ線偏極)の測定装置であるポラリメータを開発し、ANNRIにて硫黄32の偏極中性子捕獲反応により発生したガンマ線の円偏光の測定を実施し、これらから偏極感度は1.72%と見積もられた。さらに中性子や標的の原子核の偏極装置の導入を目指しており、これら偏極に関する原子核反応測定の重要性と準備状況について報告する。
Yao, X.*; Chen, P.*; Verma, R.*; Zhao, X.*; Yang, H.-Y.*; DeBeer-Schmitt, L.*; Aczel, A. A.*; Wu, C.-M.*; Alba Venero, D.*; 大原 高志; et al.
Physical Review Letters, 136(8), p.086702_1 - 086702_6, 2026/02
被引用回数：2 パーセンタイル：89.57(Physics, Multidisciplinary)We demonstrate that a multi-k incommensurate magnetic state in the Weyl semimetal CeAlGe gives rise to a singular angular magnetoresistance (SAMR), which is an electrical transport signature capable of detecting magnetic field direction with exceptional precision. In contrast, its sister compound CeAlSi is devoid of both multi-k order and SAMR. We reveal that both phenomena appear upon 57% Ge substitution in CeAlSi1-xGex and coincide with electronic structure changes that soften the single-ion in-plane anisotropy and enhance Weyl-mediated magnetic interactions. These results unveil a remarkable connection between band topology, electronic transport, and collective magnetism in Weyl semimetals.
Fe
O
Lenander, E. Y.*; Nielsen, F. B.*; Lass, J.*; Hansen, U. B.*; Krighaar, K. M. L.*; Preuss, A.*; Weber, T.*; Enderle, M.*; Jacobsen, H.*; Stuhr, U.*; et al.
Physical Review B, 113(1), p.014424_1 - 014424_14, 2026/01
被引用回数：1 パーセンタイル：73.91(Materials Science, Multidisciplinary)The frustrated magnet BiFeO has been reported to exhibit complex spin dynamics coexisting with conventional spin wave excitations. The magnetic Fe
(
) ions are arranged into a distorted two-dimensional Cairo pentagonal lattice with weak couplings between the layers, developing long-ranged noncollinear antiferromagnetic order below 245 K. In order to enable studies and modeling of the complex dynamics close to 
, we have reexamined the magnetic excitations across the complete energy scale (
meV) at 10 K. We discover two distinct gaps, which can be explained by introducing, respectively, easy axis and easy plane anisotropy on the two unequivalent Fe sites. We develop a refined spin Hamiltonian that accurately accounts for the dispersion of essentially all spin-wave branches across the full spectral range, except around 40 meV, where a splitting and dispersion are observed. Polarization analysis shows that the system has magnetic anisotropic fluctuations, consistent with our model. A continuum of scattering is observed above the spin wave branches and is found to principally be explained by an instrumental resolution effect. The full experimental mapping of the excitation spectrum and the refined spin Hamiltonian provides a foundation for future quantitative studies of spin waves coexisting with unconventional magnetic fluctuations in this frustrated magnet found at higher temperatures.
中村 龍也; 藤 健太郎; 鬼柳 亮嗣; 大原 高志; 細谷 孝明; 戸邊 雅弘; 菱沼 行男*; 海老根 守澄; 坂佐井 馨
Journal of Physics; Conference Series, 3130(1), p.012002_1 - 012002_6, 2025/11
被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Physics, Particles & Fields)J-PARC物質・生命科学実験施設に設置されたSENJU中性子回折計用の2次元シンチレータ中性子検出器の高度化を進めている。高度化計画には、薄型、高効率型、真空槽下およびバンク設置用の大面積検出器が含まれる。これはすべて
Li:ZnSと波長シフトファイバーを用いた検出器である。大面積検出器についてはこれまでにオリジナル検出器の2
2倍の有感面積(512512mm)をもつ検出器を開発してきたが、近年ではさらに大面積で長方形の有感面積である検出器を開発している(13倍(256768mm)、23倍(512768mm))。発表ではこれらの検出器の設計やプロトタイプ検出器の実験結果を報告する。
2022年度)麻生 智一; 有吉 玄; 武藤 秀生*; 田中 茂人*
JAEA-Technology 2025-005, 51 Pages, 2025/10
JAEA-Technology-2025-005.pdf:2.47MB
J-PARCセンターの低温水素システムは、国内外からの多くのユーザーが利用する物質・生命科学実験施設(MLF)の核破砕中性子源において、発生した高エネルギー中性子を中性子散乱実験に適した冷中性子に減速(冷却)するために必要な冷凍設備で、非常に重要な設備の一つである。2008年に初めて中性子利用のためのMLF施設を稼動して以来、低温水素システムも運転と保守を継続的に続けているとともに、関連する技術開発を行っている。本報告書は、近年5年間のこれらの活動をまとめたものである。
-wave magnet with commensurate spin helix山田 林介*; Birch, M. T.*; Baral, P. R.*; 奥村 駿*; 中野 遼太*; Gao, S.*; 江澤 雅彦*; 野本 拓也*; Masell, J.*; 石原 由貴*; et al.
Nature, 646(8086), p.837 - 842, 2025/10
被引用回数：42 パーセンタイル：98.35(Multidisciplinary Sciences)Antiferromagnetic states with spin-split electronic structure give rise to novel spintronic, magnonic, and electronic phenomena despite (near-) zero net magnetization. The simplest odd-parity spin splitting, -wave, was originally proposed to emerge from a collective instability in interacting electron systems. Recent theory identifies a distinct route to realise -wave spin-split electronic bands without strong correlations, termed p-wave magnetism. Here we demonstrate an experimental realisation of a metallic -wave magnet.
Hf(n,)
Hf reaction measurement河村 しほり*; 遠藤 駿典; 岩本 修; 岩本 信之; 木村 敦; 北口 雅暁*; 中村 詔司; 奥平 琢也*; Rovira Leveroni, G.; 清水 裕彦*; et al.
EPJ Web of Conferences, 329, p.05002_1 - 05002_3, 2025/06
被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Physics, Nuclear)共鳴の全角運動量は低エネルギー核反応において重要なパラメータの一つである。実験から共鳴のJを推定する方法はいくつか提案されているが、本研究ではWetzelとThomasによって提案された、共鳴のガンマ線スペクトルにおいて、適切に選ばれた2つの低エネルギーガンマ線の強度比を比較する方法に着目した。この方法は、HuizengaとVandenboschによって提案されたスピンメモリー効果(SME)に基づいている。SMEとは、カスケード遷移において多くの中間励起準位が存在しても、初期の共鳴状態のスピン情報が残ることを意味する。強度比に現れるSMEの強さは、強度比の差から定量的に評価することができる。過去の測定結果から、原子番号Zがマジックナンバー(Z=50)付近でSMEが大きくなることが示唆されている。本研究ではZ=50から離れた元素である天然のHf(Z=72)を用いて、J-PARC・MLF・ANNRIにおいて中性子捕獲反応測定を行った。SMEの強さは、共鳴からの低エネルギー線の強度比から決定された。その結果、Hf(Z=72)で観測されたSMEはTa(Z=73)よりも非常に大きいことがわかった。
羽賀 勝洋; 直江 崇; 粉川 広行; 涌井 隆; 木下 秀孝; 原田 正英
Proceedings of 16th International Particle Accelerator Conference (IPAC25) (Internet), p.3245 - 3249, 2025/06
物質・生命科学実験施設(MLF)では2024年4月、MLFでの陽子ビーム利用出力が長期の利用運転としてはこれまでで最高値である950kWを達成し、また3GeVシンクロトロン(RCS)出口のビーム出力は1MWとなった。この成果は施設建設当初の目標である中性子源の1MW定常運転がほぼ達成されたこと、および中性子源の研究開発が新しい段階に入ったことを表す。水銀ターゲット開発の次の目標は、より高いビーム出力で、より長期間の運転を実現することである。ターゲット容器の寿命は強いパルス陽子ビームの入射で容器内面に生ずるキャビテーション損傷が決定要因であり、これまでは容器を毎年交換して損傷の程度を確認していたが、1MWの高出力運転で得られた損傷データから2年以上の長期運転に耐えうると判断されたため、2024年に新たに交換したターゲット容器を用いて2027年までの長期使用を初めて実施する予定である。また今後、RCSのパルス強度を増強する計画もあるため、より強い陽子ビームパルスに耐えるために、より効果的なピッティング損傷の抑制技術とターゲット容器の開発も進める必要が有る。本発表では、MFLの中性子源の現状と将来計画について紹介する。
下村 浩一郎*; 幸田 章宏*; Pant, A. D.*; 砂川 光*; 藤森 寛*; 梅垣 いづみ*; 中村 惇平*; 藤原 理賀; 反保 元伸*; 河村 成肇*; et al.
Interactions (Internet), 245(1), p.31_1 - 31_6, 2024/12
被引用回数：7 パーセンタイル：93.11(Physics, Atomic, Molecular & Chemical)J-PARC Muon Facility: MUSE (Muon Science Establishment) is responsible for the inter-university user program and the operation, maintenance, and construction of the muon beamlines, namely D-line, S-line, U-line, and H-line, along with the muon source at J-PARC Materials and Life Science Facility (MLF). In this paper, recent developments are briefly presented.
長谷美 宏幸; 甲斐 哲也
JAEA-Testing 2024-001, 39 Pages, 2024/08
JAEA-Testing-2024-001.pdf:1.4MB
RAIM (Resonance Analysis code for neutron IMaging)は大強度陽子加速器施設J-PARCの物質・生命科学実験施設(MLF)などのパルス中性子源で測定した共鳴吸収スペクトルを解析し、試料の原子核の密度や温度などの情報を求める解析コードである。RAIMは中性子のパルス関数と断面積データをもとにした共鳴吸収関数の畳み込み計算によりパルス中性子源で測定される共鳴吸収スペクトルを再現し、測定で得られた共鳴吸収スペクトルデータに対してフィッティングを行うことで、試料に含まれる特定の元素の密度や温度を求めることができる。また、RAIMは計算設定のパラメータを極力少なくすることや、2次元検出器で測定した数多くのスペクトルを一括で処理するスクリプトを用意するなど、共鳴イメージングデータを容易に解析することを念頭に開発されている。本書はRAIMの計算機へのインストール方法および共鳴吸収スペクトルのシミュレーションと測定データへのフィッティング方法について説明するマニュアルである。
遠藤 駿典; 安部 亮太*; 藤岡 宏之*; 猪野 隆*; 岩本 修; 岩本 信之; 河村 しほり*; 木村 敦; 北口 雅暁*; 小林 龍珠*; et al.
European Physical Journal A, 60(8), p.166_1 - 166_10, 2024/08
被引用回数：6 パーセンタイル：74.40(Physics, Nuclear)Measurements of -ray circular polarization emitted from neutron capture reactions provide valuable information for nuclear physics studies. The spin and parity of excited states can be determined by measuring the circular polarization from polarized neutron capture reactions. Furthermore, the -ray circular polarization in a neutron capture resonance is crucial for studying the enhancement effect of parity nonconservation in compound nuclei. The -ray circular polarization can be measured using a polarimeter based on magnetic Compton scattering. A polarimeter was constructed, and its performance indicators were evaluated using a circularly polarized -ray beam. Furthermore, as a demonstration, the -ray circular polarization was measured in 
S(n,)
S reactions with polarized neutrons.
Holm-Janas, S.*; 赤木 暢*; Fogh, E.*; 木原 工*; Le, M. D.*; Forino, P. C.*; Nikitin, S. E.*; Fennell, T.*; Painganoor, A.*; Vaknin, D.*; et al.
Physical Review B, 109(17), p.174413_1 - 174413_11, 2024/05
被引用回数：6 パーセンタイル：52.19(Materials Science, Multidisciplinary)We investigate the magnetic structure and magnetoelectric (ME) effect in the high-field phase of the antiferromagnet LiFePO above the critical field of 31 T. A neutron diffraction study in pulsed magnetic fields reveals the propagation vector to be q = 0 for the high-field magnetic structure. In addition, neutron diffraction measurements in low magnetic fields show no observable field-induced spin canting, which indicates negligible Dzyaloshinskii-Moriya interaction. The observed spin-flop field supports the Hamiltonian recently deduced from inelastic neutron studies and indicates that the system is less frustrated and with a larger single-ion anisotropy than originally thought. Our results demonstrate the effectiveness of combining pulsed-field neutron diffraction and electric polarization measurements to elucidate the magnetic structures and symmetries at the highest attainable field strengths.
Ta遠藤 駿典; 木村 敦; 中村 詔司; 岩本 修; 岩本 信之; Rovira Leveroni, G.; 藤 暢輔; 瀬川 麻里子; 前田 亮
Nuclear Science and Engineering, 198(4), p.786 - 803, 2024/04
被引用回数：1 パーセンタイル：11.16(Nuclear Science & Technology)The neutron transmission ratio and capture yield for Ta were measured in J-PARC MLF ANNRI to improve the accuracy of resonance parameters. The total cross section was determined from the transmission ratio in the energy range from 0.2 to 150 eV. The capture cross section was obtained from the capture yield using the pulse height weighting technique (PHWT) in the energy range from thermal to 150 eV. The obtained transmission ratio and capture cross-section were fitted by the resonance analysis code, REFIT, and the resonance parameters were determined below 150 eV. It was also discussed the correlations caused by fitting based on statistical uncertainty and correlations for systematic uncertainty based on sample thickness in the transmission measurements.
Zhang, A.*; Deng, K.*; Sheng, J.*; Liu, P.*; Kumar, S.*; 島田 賢也*; Jiang, Z.*; Liu, Z.*; Shen, D.*; Li, J.*; et al.
Chinese Physics Letters, 40(12), p.126101_1 - 126101_8, 2023/12
被引用回数：18 パーセンタイル：84.63(Physics, Multidisciplinary)In a Dirac semimetal, the massless Dirac fermion has zero chirality, leading to surface states connected adiabatically to a topologically trivial surface state as well as vanishing anomalous Hall effect. Recently, itis predicted that in the nonrelativistic limit of certain collinear antiferromagnets, there exists a type of chiral "Dirac-like" fermion, whose dispersion manifests four-fold degenerate crossing points formed by spin-degenerate linear bands, with topologically protected Fermi arcs. Here, by combining with neutron diffraction and first-principles calculations, we suggest a multidomain collinear antiferromagnetic configuration, rendering the existence of the Fermi-arc surface states induced by chiral Dirac-like fermions.
La and evaluation of resonance parameters遠藤 駿典; 河村 しほり*; 奥平 琢也*; 吉川 大幹*; Rovira Leveroni, G.; 木村 敦; 中村 詔司; 岩本 修; 岩本 信之
European Physical Journal A, 59(12), p.288_1 - 288_12, 2023/12
被引用回数：4 パーセンタイル：48.54(Physics, Nuclear)ランタン(La)-139の断面積と共鳴パラメータは、原子力分野への応用や基礎核物理の研究にとって重要である。本論文では、大強度陽子加速器施設(J-PARC)のANNRIにてLaの中性子全断面積と捕獲断面積を測定した。Negative共鳴を含む4つの共鳴の共鳴パラメータを、共鳴解析コードREFITを用いて求めた。その結果いくつかの共鳴パラメータにおいて、評価済み核データライブラリとの不一致が見られた。さらに全断面積を再現するために、スピン依存する散乱半径もフィットした。得られた散乱半径は、評価済み核データライブラリで記録されたものよりも大きいことがわかった。
