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論文

Calculations for the availability of photoneutron using synchrotron radiation

浅野 芳裕; 川島 祥孝*

Radiation Protection Dosimetry, 115(1-4), p.176 - 180, 2005/12

 パーセンタイル:100(Environmental Sciences)

磁場強度10Tの超伝導ウィグラーと8GeV蓄積リングから発生する放射光をBeターゲットに照射して得られる光核反応中性子強度を評価するとともに、熱中性子利用の立場から遮蔽,減速装置を概念設計するとともに実験位置で得られる強度を既設設備と比較した。

報告書

SPring-8原研アンジュレータービームラインBL11XUの真空排気ユニットの振動対策

桐山 幸治*; 塩飽 秀啓

JAERI-Tech 2005-044, 16 Pages, 2005/08

JAERI-Tech-2005-044.pdf:1.31MB

原研アンジュレータービームラインBL11XUの輸送部配管に接続されている真空排気ユニットの振動対策を行った。排気ユニットはターボ分子ポンプとスクロールポンプから構成されており、これらを運転させることで必然的に生じる振動が何らかの経路で分光器に伝わってしまうと、分光結晶の平行度が崩れて出射光の安定に影響を及ぼす可能性がある。そのため、排気ユニットの振動対策はビームラインの安定運転のために必要である。特に大きな振動を生じるスクロールポンプの振動をオフラインでさまざまな測定条件で測定した結果、スクロールポンプの振動を抑えるには、(1)スクロールポンプに制振装置を取り付ける,(2)排気ユニットの架台にスクロールポンプを置かず、床に置く,(3)フレキシブルチューブとスクロールポンプを床に固定するとよいことがわかった。これらの排気ユニットの振動対策を行った結果、分光結晶ホルダーにセットされた振動計の測定では、排気ユニットから分光器へ伝播していたスクロールポンプの振幅は従来の約5分の1に減少した。今回BL11XUで施した手法は、排気ユニットを導入している他ビームラインのスクロールポンプの制振対策としても十分有効な手段であろう。

報告書

SPring-8原研軟X線ビームライン挿入光源ID23の補正テーブルの作成及び漏れ磁場遮蔽の効果

中谷 健; 安居院 あかね; 吉越 章隆; 田中 均*; 高雄 勝*; 竹内 政雄*; 松下 智裕*; 青柳 秀樹*

JAERI-Tech 2005-027, 29 Pages, 2005/05

JAERI-Tech-2005-027.pdf:5.14MB

SPring-8の蓄積リングに設置された原研軟X線ビームライン用挿入光源ID23はギャップ駆動及び位相駆動に依存する電子軌道変動を引き起こす。この変動を抑える補正励磁テーブル作成のためのスタディを行った。ID23駆動時に使用する補正励磁テーブルを新たに作成するために、リングのアーク部に置かれているビームポジションモニターとX線ビームポジションモニターから得られた軌道変動データとID23パラメータとを同じ時間軸上で取得し、変動成分を補正するための励磁テーブルの作成を2001年12月から2002年11月にかけて行った。また、位相駆動用サーボモーターからの漏れ磁場により軌道変動が引き起こされることがわかったので、磁気遮蔽によりこれを軽減した。

報告書

SPring-8原研アンジュレータービームラインBL11XUの分光結晶の振動の現状と対策

桐山 幸治*; 塩飽 秀啓; 望月 哲朗*; 菖蒲 敬久*; 戸澤 一清*

JAERI-Tech 2005-003, 36 Pages, 2005/03

JAERI-Tech-2005-003.pdf:4.19MB

大型放射光施設SPring-8に設置した原研アンジュレータービームラインBL11XUにおいて、液体窒素冷却分光器(以下、分光器)に見られる振動及び出射光の時間的強度変化を抑制するために、分光結晶の振動対策を行った。振動の種類や振幅を測定した結果、1$$sim$$10Hz, 30Hz, 50Hzの振動成分が特に顕著だった。分光器のブラッグ角や分光結晶を冷却する液体窒素循環冷却装置や真空系機器の運転条件を系統的に変化させて調べた結果、これらの振動源は液体窒素の流れによるものと分光器外部の機器からの伝播によるものということがわかった。さらに、循環させている液体窒素の流量・内圧の不規則な変動と、温度に温度調整による一定周期の変動が見つかった。そこで、それぞれの原因に対策を行った結果、振動の除去、もしくは減少させることができた。また、液体窒素の流量・内圧の変動も抑えることができた。その結果、出射光の時間的強度変化は対策前に4.47%(標準偏差:0.0113)であったが、対策後は0.85%(標準偏差:0.0011)と減少し、出射光強度の安定性が改善された。今回BL11XUで行った振動対策は、液体窒素冷却分光器を持つSPring-8の他のビームラインに対しても十分有効だろう。

報告書

Annual report of Kansai Research Establishment 2003; April 1, 2003 - March 31, 2004

関西研究所

JAERI-Review 2004-030, 150 Pages, 2005/02

JAERI-Review-2004-030.pdf:11.32MB

本報告書は、日本原子力研究所関西研究所の第5号の年報であり、2003年4月1日から2004年3月31日までの期間(平成15年度)に行われた光量子科学研究センター及び放射光科学研究センターの研究活動をまとめたものである。

論文

3rd International Workshop on Radiation Safety of Synchrotron Radiation Sources (Radsynch '04)

浅野 芳裕

SPring-8 Information, 10(1), p.35 - 38, 2005/01

2004年11月17日から3日間にわたって開かれた第3回国際放射光施設放射線安全ワークショップの会議報告である。本ワークショップは放射光にかかわる放射線物理・放射線工学研究の成果を広く公開,討議することを通じて、放射光施設の放射線安全,遮蔽設計技術の向上を図るとともに、放射光科学の発展に寄与することを目的とする。今回、SPring-8で開催された会議では、海外から約30名の参加者を得て、37件の口頭発表及び3件の討議を行った。

論文

First observation of natural circular dichroism for biomolecules in soft X-ray region studied with a polarizing undulator

田中 真人*; 中川 和道*; 安居院 あかね; 藤井 健太郎; 横谷 明徳

Physica Scripta, T115, p.873 - 876, 2005/00

SPring-8のBL23SUに挿入されている偏光可変アンジュレーターを用いて軟X線領域における分子の酸薄膜の自然円二色性(NCD)を世界で初めて測定した。試料として、フェニルアラニン,セリンなどのアミノ酸薄膜を用いた。その結果、フェニルアラニン薄膜,セリン薄膜ともにL体D体で符号対称な円二色性スペクトルが観測された。また、KTP結晶などを用いた線二色性測定についても報告する。

報告書

SPring-8原研軟X線ビームライン用挿入光源ID23の位相駆動が誘起する軌道変動調査及び駆動方向によらない補正テーブルの作成

中谷 健; 安居院 あかね; 吉越 章隆; 松下 智裕*; 高雄 勝*; 竹内 政雄*; 青柳 秀樹*; 田中 均*

JAERI-Tech 2004-013, 16 Pages, 2004/12

JAERI-Tech-2004-013.pdf:3.55MB

SPring-8原研軟X線ビームライン用挿入光源ID23は位相駆動時に二つの特徴的な軌道変動を引き起こす。一つはID23の磁石列が持つ誤差磁場が位相駆動によって変動するために引き起こされるもので、もう一つは位相駆動用サーボモーターのノイズによるものである。これらの軌道変動を蓄積リングアーク部に置かれている3台の電子ビーム位置モニターを用いて測定した。磁石列の誤差磁場による変動データとID23の位相位置の関係から、位相駆動の方向によらない変動成分を補正する励磁テーブルを作成した。

論文

Real-time monitoring of oxidation processes on the Si(001) surface using O$$_{2}$$ gas under 1000 K by synchrotron radiation photoemission spectroscopy

吉越 章隆; 盛谷 浩右; 寺岡 有殿

Surface Science, 566-568(Part.2), p.1124 - 1129, 2004/09

Si(001)表面初期酸化は、超LSIのMOSトランジスター製造技術として重要であるばかりでなく、表面化学としても大変興味深い反応系である。これまでの研究から表面温度が、1000K以下では、酸化反応がpassive酸化領域とSiO脱離を伴う2次元島状酸化領域に分けることが知られている。これまでの研究は、表面吸着酸素量の時間変化、いわゆる反応速度論に基づいた議論がほとんどであり、吸着状態つまりSiの酸化状態と成長モードの関係がわからなかった。本報告では、SPring-8の軟X線ビームラインBL23SUに設置したSUREAC2000を用いて、高輝度放射光によるリアルタイム光電子分光観察によりこれらの情報を得たので報告する。実験の結果、2次元島状成長領域では、酸化初期からSi$$^{4+}$$が明瞭に観察され、SiO$$_{2}$$形成が反応初期に形成されていることがわかった。

論文

内殻励起によるDNA塩基ラジカル生成機構

横谷 明徳

放射光, 17(3), p.111 - 117, 2004/05

放射線によりDNA分子中に生じる塩基の酸化的損傷の前駆体を明らかにするため、われわれはSPring-8の軟X線ビームライン(BL23SU)に設置された電子常磁性共鳴(EPR)装置を用いて、酸素及び窒素K吸収端領域におけるDNA塩基ラジカルの生成機構について調べている。DNA塩基の一つであるグアニン塩基に対するEPRの「その場」測定から、ビーム照射時にのみ現れる短寿命のラジカルが生成することが見いだされた。このラジカルはグアニン中にただ一つしかない酸素(カルボニル酸素)の1s$$rightarrow$$$$sigma$$*共鳴によりその収率が顕著に増えた。一方ビーム照射を停止しても残存する安定なラジカルも生成し、これは$$gamma$$線照射などで既に報告されているグアニンカチオンラジカルと推定された。このカチオンラジカルは短寿命ラジカルとは異なり、酸素の1s$$rightarrow$$$$sigma$$*共鳴により逆に収率が減少した。以上の結果から、オージェ終状態からさらに競争的にこれら二つのラジカル過程を経て化学的に安定なグアニン損傷に至ることが示された。

論文

Absolute measurement of extremely high intense photons using calorimetric method

浅野 芳裕; 岸 紀行*; 森谷 隆広*; 三浦 雄太*; 井上 勝昌*

AIP Conference Proceedings 705, p.568 - 571, 2004/04

SPring-8のBL40XU高フラックスビームラインでは、実験ハッチにおける光子強度が10E15photons/s程度と非常に大きい。そのため、光子強度絶対測定によく用いられる自由空気電離箱等では高精度の絶対測定は非常に難しい。これまでは、蓄積リングの蓄積電流を最大時の1%程度にまで下げた状態で測定を行い、そのデータを蓄積電流値で外挿することによって光子強度を求めていた。しかし、BL40XUのように光学素子を通して放射光を取り出す場合には、光学素子に対する熱付加の影響等のために必ずしも蓄積電流値に放射光強度が比例するとは限らない。そのため、この方法では高精度の絶対測定は難しい。そこで、電離現象の替わりに発熱現象を検出原理とする熱量計を用いて、大強度放射光の光子強度絶対測定を行った。また、いままで行ってきた長時間照射方法に加えて、ms-数sオーダーの短時間照射による光子強度絶対測定が可能になれば測定レンジを飛躍的に広げることができ、BL40XUで得られる大強度ビームも直接絶対測定が可能になる。

報告書

SPring-8 BL11XUにおける液体窒素冷却シリコン分光結晶の特性評価

戸澤 一清*; 桐山 幸治*; 三井 隆也; 塩飽 秀啓; 原見 太幹

JAERI-Tech 2004-041, 27 Pages, 2004/03

JAERI-Tech-2004-041.pdf:5.11MB

大型放射光施設SPring-8原研ビームラインBL11XUの分光結晶として、水冷ダイヤモンド結晶に換わり液体窒素冷却Si結晶を導入した。BL11XUでは6keVから70keVまでの広範囲のX線エネルギーを利用するために、Si(111)及びSi(311)の2個の結晶面を入射X線に垂直な水平軸(X軸)駆動ステージにより切り替えることのできるシステムを開発した。まず、結晶ホルダの組立などにより結晶に発生する歪みを見積もるために、結晶ホルダに結晶を組み込んだ状態における結晶性の評価をオフラインで行った。MoK$$alpha$$$$_{1}$$線を用い二結晶平行配置で両結晶面の第二結晶についてX線の結晶面における入射位置を変化させてロッキングカーブ測定を行った。得られたロッキングカーブの半値幅はいずれもX線の入射位置に依存せず一様で、理論値とほぼ同等であり、結晶性が良いことがわかった。BL11XUにおいてアンジュレータ放射光を用いて強度測定及びロッキングカーブ測定を行った。その結果、いずれの結晶面もX線強度が増加し、熱負荷による影響が見られず、冷却性能も良好であることがわかった。

報告書

SPring-8原研アンジュレータービームラインBL11XUの全反射ミラー装置の立ち上げ調整と特性評価

桐山 幸治*; 高橋 正光; 塩飽 秀啓

JAERI-Tech 2004-017, 39 Pages, 2004/03

JAERI-Tech-2004-017.pdf:2.49MB

SPring-8/BL11XUでは放射光の集光と結晶による高調波を除去するために70cm長の全反射ミラーを導入した。SiO$$_{2}$$を基盤とするこのミラーは、広いエネルギー領域で使用できるよう、上下2箇所にPtとRhのコーティングを施し、おおよそ6KeVから35KeV程度まで利用できる。BL11XU実験ハッチ3においてミラーの特性評価を行った結果、ミラーを利用したX線は、集光前の入射光に対して、約3倍の強度,3分の1の半値幅となり、高調波の除去も良好であった。ミラーを利用した放射光利用実験を円滑に進めるために、ミラーを正確かつ短時間に調整することが必要である。しかし、これまでに立ち上げ手順や操作手順が系統的にまとめられていないために、必ずしも効率の作業ができるとはいえなかった。そこで、BL11XUでは、作業手順を整理し、系統的なマニュアルを作成した。マニュアル化されたことによって、ミラーの使用経験・調整経験の少ない実験者であってもミラーを容易に使用・調整することが可能になった。

報告書

Annual report of Kansai Research Establishment 2002; April 1, 2002 - March 31, 2003

関西研究所

JAERI-Review 2003-042, 140 Pages, 2004/02

JAERI-Review-2003-042.pdf:11.75MB

本報告書は、日本原子力研究所関西研究所の第4号の年報であり、2002年4月1日から2003年3月31日までの期間(平成14年度)に行われた光量子科学研究センター及び放射光科学研究センターの研究活動をまとめたものである。

論文

Cryogenically cooled monochromator with multi-crystal switching system on BL11XU at SPring-8

塩飽 秀啓; 三井 隆也; 戸澤 一清*; 桐山 幸治*; 原見 太幹; 望月 哲郎*

AIP Conference Proceedings 705, p.659 - 662, 2004/00

SPring-8の原研専用アンジュレータビームラインBL11XUにおいて、マルチ結晶切り替えシステムを備えた液体窒素循環冷却分光器を開発した。原研が推進する研究を網羅するためには6keV-70keVのX線を利用する必要があり、Si(111)結晶面とSi(311)結晶面を切り替えながら使用しなければならない。そのために、複数の結晶及び結晶面を切り替えることができ、かつ液体窒素循環冷却装置を備えた分光器を開発した。最初に、Si(111)結晶面とSi(311)結晶面に応用した。結晶切り替えの原理は、二組の結晶を並列に配置し、二組の結晶を並進させることで結晶を切り替える。結晶間及び結晶とホルダー間の熱伝達を向上させるために、インジウムシートを挿入した。また出射X線の安定性を向上させるために、調整軸数を減らした。さらに液体窒素による過冷却を防止する装置を設置した。現在は装置の立ち上げと調整を終え、今回の開発により、今まで使用したダイヤモンド(111)結晶と対比して、およそ7倍の強度が向上した。特に、結晶交換に通常3日-5日間を必要とするところを、このシステムではわずか5分間で交換と調整を終えることができた。このシステムは非対称反射結晶にも応用でき、非常に有効であることがわかった。

論文

Characterization of cryogenically cooled dual symmetric silicon geometry, Si(111)/Si(311), for the double-crystal monochromator on BL11XU at SPring-8

戸澤 一清*; 桐山 幸治*; 三井 隆也; 塩飽 秀啓; 原見 太幹

AIP Conference Proceedings 705, p.671 - 674, 2004/00

大型放射光施設SPring-8において原研ビームラインBL11XUの分光結晶として、水冷ダイヤモンド結晶に代わり液体窒素冷却Si結晶を導入した。6keVから70keVまでの利用エネルギー全範囲でX線性能を向上させるために、Si(111)及びSi(311)の2個の結晶面を入射X線に垂直な水平軸(X軸)駆動ステージにより切り替えることのできるシステムを採用した。まず、結晶ホルダの組立などにより結晶に発生する歪みを見積もるために、結晶ホルダに結晶を組み込んだ状態における結晶性の評価をオフラインで行った。MoK$$alpha$$$$_{1}$$線を用い二結晶平行配置で両結晶面の第二結晶についてX線の入射位置を変化させてロッキングカーブ測定を行った。得られたロッキングカーブの半値幅はいずれもX線の入射位置に依存せず一様で、理論値とほぼ同等であり、結晶性が良いことがわかった。BL11XUにおいてアンジュレータ光を用いて強度測定及びロッキングカーブ測定を行った。結果的に、いずれの結晶面も十分な出力強度の増加が得られ、高熱負荷によるロッキングカーブの半値幅の増幅もなく、X線性能の飛躍的な向上が実現した。

論文

Measurement of absolute intensity for high energy SR photons using calorimeter

浅野 芳裕; 岸 紀行*; 森谷 隆広*

AIP Conference Proceedings 705, p.564 - 567, 2004/00

放射光ビームの光子数絶対値を知ることができれば、放射光実験の精度を格段に向上させるだけでなく、ビーム強度を定量的に議論できることにより照射実験等への応用範囲を広げることができる可能性がある。従来、放射光ビーム強度の絶対測定には熱量計(1)や自由空気電離箱が用いられてきた。これらは数10keV以下の光子を対象としており、SPring-8で得られる100keV以上の高エネルギー光子に対して誤差が大きく、正確な値が得られていなかった。そこで200keV近辺の高エネルギー光子も正確に計測できるように金製の放射光ビーム吸収体を装備した熱量計を整備した。装着された金製放射光ビーム吸収体は200keVの光子エネルギーを98%以上吸収することができる。この熱量計を用いて174keV光子ビームの絶対強度を測定した。併せて、自由空気電離箱及びSi-PINフォトダイオードと比較測定を実施した。

報告書

SPring-8原研軟X線ビームラインBL23SUにおける四象限ブレード型光位置モニターの導入

安居院 あかね; 青柳 秀樹*; 吉越 章隆; 中谷 健

JAERI-Tech 2003-089, 23 Pages, 2003/12

JAERI-Tech-2003-089.pdf:1.33MB

大型放射光施設の原研専用軟X線ビームライン用四象限グレード型光位置モニターを導入した。本光位置モニターは、可変偏光アンジュレーターより発生する軟X線放射光ビームの位置変動を計測することを目的とする。これはブレード構造検出素子を四枚有し、これらを独立に駆動することによってブレードからの光電効果による電気信号の各ブレードへの配分比を検出し、光の位置及び形状を算出することができる。

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原研アンジュレータービームラインBL11XUの液体窒素循環冷却装置の立ち上げ・調整

桐山 幸治*; 塩飽 秀啓; 戸澤 一清*

JAERI-Tech 2003-061, 21 Pages, 2003/07

JAERI-Tech-2003-061.pdf:3.25MB

X線の質及び強度を向上させるために、BL11XUでは液体窒素冷却したシリコン分光結晶(Si(111)とSi(311))を導入した。その分光結晶の冷却には内部循環方式の液体窒素循環冷却装置を採用した。この液体窒素冷却シリコン結晶を導入した後に放射光利用実験を円滑に進めるためには、液体窒素温度付近まで分光結晶を、安全かつ短時間に冷却することが望まれている。しかし、これまでは簡便な取り扱い説明書しか無く、立ち上げ手順や操作手順が系統的にまとめられていないために、必ずしも効率の良い作業ができるとはいえなかった。そこで今回、BL11XUで使用するために液体窒素循環冷却装置の取り扱い上のノウハウを含む系統的な手順書としてまとめた。その結果、装置本体の立ち上げを間違いなく確実に行うことができるようになり、速やかな装置立ち上げが可能となった。

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