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熊田 高之
水素科学技術の将来のために, 3(1), p.2 - 6, 2025/10
Spin-contrast variation (SCV) is a technique that exploits the strong dependence of the coherent scattering length of thermal and cold neutrons from protons on their relative spin orientation. By analyzing the proton-polarization dependent scattering of polarized neutrons, SCV enables the elucidation of the structure of individual components as well as the degree of interpenetration between them in composite materials. Recently, we applied SCV small-angle neutron scattering (SCV-SANS) to determine the nanostructure of ice crystals formed in rapidly frozen sugar solutions. We also employed SCV neutron reflectivity (SCV-NR) to reveal the interpenetration between a silane coupling agent layer on inorganic substrates and rubber, which plays a crucial role in their adhesion.
Karimi, V.*; Qvistgaard, C. H.*; Schmidt, S.*; Wolfertz, A.*; Parker, J. D.*; 甲斐 哲也; 林田 洋寿*; 篠原 武尚; Angelis, S. D.*; Tengattini, A.*; et al.
ACS Applied Materials & Interfaces, 17(36), p.50742 - 50752, 2025/08
被引用回数：0 パーセンタイル：0.00Anodic Ti-based porous transport layers (PTLs) are paramount for advancing high-efficiency proton exchange membrane water electrolyzers (PEMWEs). One of the major challenges with the development of PEMWE is the PTL/catalyst layer interface passivation, which is commonly alleviated by coating precious metals such as Pt. Herein, we report, for the first time, the usage of polarized neutron imaging (PNI) on a half-half PTL approach to investigate current distribution inside the PTL layer under the influence of Ti passivation under PEMWE operando condition. First, the electrochemical study of PEMWE reveals an obvious advantage of Pt coating in preventing Ti passivation by showing 822 mV less overpotential at 1 A cm
(1.771 V) for the superior sample (Pt-coated PTL) compared to the PEMWE with pristine Ti PTL (2.539 V). Second, it is confirmed that using ex situ electronic and structural characterizations, Ti passivation cannot be recognized, suggesting a temporary passivation process in an operating PEMWE. Employing PNI for operando mapping of the current distribution inside the PEMWE shows that most of the electrical current favors the Pt-coated PTL, perfectly aligned with the results obtained from the high-resolution operando neutron radiography in which around 60% of the produced oxygen was found in the Pt-coated PTL.
-wave resonance of 
+
奥平 琢也*; 中部 倫太郎*; Auton, C. J.*; 遠藤 駿典; 藤岡 宏之*; Gudkov, V.*; 井出 郁央*; 猪野 隆*; 石角 元志*; 神原 理*; et al.
Physical Review C, 109(4), p.044606_1 - 044606_9, 2024/04
被引用回数：2 パーセンタイル：54.52(Physics, Nuclear)We measured the spin dependence in a neutron-induced p-wave resonance by using a polarized epithermal neutron beam and a polarized nuclear target. Our study focuses on the 0.75 eV -wave resonance state of La+n, where largely enhanced parity violation has been observed. We determined the partial neutron width of the -wave resonance by measuring the spin dependence of the neutron absorption cross section between polarized La and polarized neutrons. Our findings serve as a foundation for the quantitative study of the enhancement effect of the discrete symmetry violations caused by mixing between partial amplitudes in the compound nuclei.
-odd/
-odd interactions on the 0.75 eV -wave resonance in 
+
forward transmission determined using a pulsed neutron beam中部 倫太郎*; Auton, C. J.*; 遠藤 駿典; 藤岡 宏之*; Gudkov, V.*; 広田 克也*; 井出 郁央*; 猪野 隆*; 石角 元志*; 神原 理*; et al.
Physical Review C, 109(4), p.L041602_1 - L041602_4, 2024/04
被引用回数：1 パーセンタイル：9.15(Physics, Nuclear)Neutron transmission experiments can offer a new type of highly sensitive search for time-reversal invariance violating (TRIV) effects in nucleon-nucleon interactions via the same enhancement mechanism observed for large parity violating (PV) effects in neutron-induced compound nuclear processes. In these compound processes, the TRIV cross-section is given as the product of the PV cross-section, a spin-factor 
, and a ratio of TRIV and PV matrix elements. We determined to be 0.59 
0.05 for La+n using both (n, 
) spectroscopy and (+) transmission. This result quantifies for the first time the high sensitivity of the La 0.75 eV -wave resonance in a future search for -odd/-odd interactions in (+) forward transmission.
酒井 健二; 奥 隆之; 奥平 琢也; 甲斐 哲也; 原田 正英; 廣井 孝介; 林田 洋寿*; 加倉井 和久*; 清水 裕彦*; 広田 克也*; et al.
JPS Conference Proceedings (Internet), 33, p.011116_1 - 011116_6, 2021/03
中性子基礎物理学において、パリティ非保存(PNC)項や時間反転非保存項と干渉する中性子スピン
と標的核スピン
の相関項
は重要な研究テーマである。中性子共鳴ピーク付近でPNC項の増大が測定され、スピン交換光ポンピング(SEOP)法により
の偏極が得られるキセノン(Xe)は、本研究にとって興味深い原子核である。我々は小型SEOPシステムを用いた偏極Xe標的を開発し、核破砕中性子源で得られる大強度の熱外中性子ビームを利用した項の研究を計画している。その第一段階として、我々は
Xeの9.6eV共鳴ピーク付近でのXe偏極時と非偏極時の中性子透過率比の変化
を捕らえることで、項に起因する中性子偏極能力の測定をJ-PARC物質・生命科学実験施設(MLF)のBL10で試みた。実験では、本測定系がドップラーブロードニングの影響(
)を検知できることを実証した上で、初期結果として有意なの値を得ている。現在はをより詳細に評価するために、核磁気・電子スピン共鳴法によるXe偏極度の導出を進めている。
武田 全康; 中村 充孝; 加倉井 和久; Leli
vre-Berna, E.*; Tasset, F.*; Regnault, L.-P.*
Physica B; Condensed Matter, 356(1-4), p.136 - 140, 2005/02
被引用回数：18 パーセンタイル：57.73(Physics, Condensed Matter)CRYOPAD(CRYOgenic Polarization Analysis Device)は、中性子のスピンが磁性体の内部で散乱される過程において受ける方向変化を3次元的に測定することができる先端的な偏極中性子実験手法である。従来の偏極中性子散乱法では、3次元的な変化をとらえることができないため、散乱された偏極中性子に含まれる磁気構造の情報の一部しか取り出すことができないのに比較して、磁気構造に関して得られる情報が飛躍的に増大する。われわれのグループでは、すでに実用化されている中性子弾性散乱実験用のCRYOPADを改良して、中性子非弾性散乱過程における中性子スピンの方向変化を測定できる第三世代のCRYOPADの開発をフランスのInstitute Laue-Lanvegin研究所及びCEA-Grenoble研究所と共同で進め実用化に成功した。
武田 全康
波紋, 14(4), p.249 - 255, 2004/10
世界初のパルス中性子源として約20年前に稼働を始めた高エネルギ加速器研究機構のKENSは、数年後にその役目を終え、日本原子力研究所東海研究所に建設が進められている大強度陽子加速器施設(J-PARC)にそのバトンを渡すことになっている。この小文では、偏極中性子反射率計を用いたサイエンスに焦点をあて、KENSに設置されている偏極中性子反射率計POREで何ができて何ができなかったかを総括し、それを踏まえたうえで、J-PARCではどのような飛躍と発展が期待できるのかについて述べる。
武田 全康; 鳥飼 直也*; 猪野 隆*; 田崎 誠司*
KENS Report-XIV, p.205 - 206, 2003/00
高エネルギー加速器研究機構・物質材料研究所に設置されているPORE偏極中性子反射率計の現状と最近のアップグレードについて報告する。偏極中性子の特徴を活かした磁性薄膜・人工格子の磁気構造の研究を進めるとともに、J-PARC計画で重要となる偏極中性子デバイスの開発も始めた。大きなものとしては、Spin-Exchange法を使った
He偏極フィルターと、パルス中性子を使ったスピンエコー法の開発である。前者はすでに基礎的な開発が終わり、実際のテストを進める準備を行っているところである。後者は、0.3-0.9nmの波長域でエコーシグナルの観測に成功している。また、偏極中性子集光デバイスを導入することにより、0.8nm以上の波長域で、最大5倍の入射強度の増強に成功した。
加倉井 和久
no journal, ,
日本原子力研究開発機構JRR-3定常中性子源実験施設で行われてきた偏極中性子実験例を紹介してその特徴を解説する。また定常及びパルス中性子源施設における複合利用や、他の量子ビームとの相補利用による偏極中性子利用の将来を展望する。
加倉井 和久
no journal, ,
Despite the recent advances in neutron time-of-flight spectroscopy at pulsed neutron source, the triple-axis spectrometer(TAS) remains one of the most versatile instrument used for neutron scattering studies. In this lecture I would like to provide a guide to basic techniques of TAS, including neutron polarization analysis. Research examples, especially in the research field of magnetism, using TAS will be given.
Au(,xn) reactionTran, T. K.*; 佐波 俊哉*; 山崎 寛仁*; 糸賀 俊朗*; 坂木 泰仁*; Nguyen, L. T. T.*; 桐原 陽一; 中島 宏*; 宮本 修治*; 浅野 芳裕*
no journal, ,
これまでに16.6MeV偏光光子を用いたAu(, n)反応での中性子生成エネルギースペクトルはKiriharaらによって測定されており、スペクトルには蒸発成分と直接成分が観測され、直接成分は角度依存性があることが示されたが、これらスペクトル成分の入射光子エネルギー依存性については言及されていない。そこで本研究では、入射光子のエネルギー依存性を理解するために、兵庫県立大学ニュースバル放射光施設ビームラインBL01において14, 17, 20MeVの偏光光子を用いて、Au(, xn)反応における二重微分断面積の測定を行った。結果、どの入射エネルギーにおいても蒸発成分と直接成分が観測され、入射光子のエネルギーが高いほど生成される中性子の最大エネルギーは高くなることが示された。また、生成中性子の蒸発成分のエネルギー分布の傾きは入射光子エネルギーが高くなるほど緩やかになることが観測された。発表では、エネルギー依存性についてより具体的な議論を行う。
におけるキラルらせん磁性の検証小山 珠美*; 高阪 勇輔*; 秋光 純*; 井上 克也*; 西原 禎文*; Maryunina, K.*; 大石 一城*; 鈴木 淳市*; 加倉井 和久; Hutanu, V.*; et al.
no journal, ,
本研究では、空間群P6122とP6522のキラルな結晶構造を持つCsCuCl3に着目して、結晶構造とらせん磁気構造のキラリティの関連性を明らかにすることを目的とした。らせん磁気構造のキラリティを決定するために、偏極中性子回折測定をJ-PARC, BL15(TAIKAN)およびFRM II, POLIで実施した。入射中性子のスピン偏極方向の反転に伴う磁気衛星反射強度の変化を観測し、右手系結晶構造では右巻きのらせん磁気構造、左手系結晶構造では左巻きのらせん磁気構造が形成されていることを明らかにした。
He neutron spin filters at J-PARC MLF奥 隆之
no journal, ,
パルス中性子を効率的に利用することを目的とし、He中性子スピンフィルター(HeNSF)の開発を行っている。HeNSFは特に数十meV以上の中性子に対して有効である他、大きな立体角をカバーし、中性子を本来の軌道から偏向させることなく偏極させることができるため、SANSや反射率計のアナライザーに適している。さらに、HeNSFは、透過中性子の投影像を劣化させることなく、大きなサイズの中性子ビームを偏極することができるため、最近開発された偏極パルス中性子を用いた磁場イメージング技術の応用において重要なデバイスとなる。HeNSFをJ-PARCのようなパルス中性子実験施設での実験に適用するためには、高エネルギーガンマ線や中性子を遮蔽する厚くかさばる放射線遮蔽体の中に設置されるため、システムの安定性とセットアップや操作の容易性が重要である。本講演では、J-PARC MLFにおけるHeNSFの開発・適用状況について報告する。
加倉井 和久
no journal, ,
In the years of 2008 to 2013 the Neutron Beam Fundamentals Development Project was promoted in the framework of the Quantum Beam Technology Program by the Japanese Ministry of Education, Culture, Sports, Science and Technology (MEXT). Special emphasis was put on the development of SEOP He polarizing filter essential for the polarized neutron utilization for instruments at the spallation neutron source beam facility J-PARC Materials and Life Science Facility (J-PARC/MLF), but also valuable implement for JRR-3 research reactor facility, for realizing e.g. high-energy triple axis experiments in combination with Cu monochromator. The recent polarized neutron activities at the JRR-3 research reactor and J-PARC spallation neutron beam facilities will be reviewed.
熊田 高之
no journal, ,
In this talk, we will present recent study on SCV small-angle neutron scattering of nano-ice crystals formed in rapidly frozen sugar solutions. SCV enabled us to separate the scatterings from nano-ice crystals and other components, and then found that the nano-ice crystals in high concentration sugar solution form planer structure with a 2-3 nm thickness, which is close to the critical nucleation size of ice crystals nucleated in supercooled solution. This result indicates that the sugar molecules strongly disturb the crystalline growth in a specific direction.
