高効率中性子非弾性散乱実験法の開発

2015 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 24510133
• 研究機関: 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構
• 研究代表者: 中島 健次 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 J-PARCセンター, 研究主幹 (10272535)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2016-03-31
• キーワード: 中性子散乱 / チョッパー型分光器 / ディスクチョッパー / 多重Ei測定

研究実績の概要

本研究は、J-PARC等国内外に近年出現した強力なパルス中性子源とやはり近年長足の進歩があった複数入射中性子エネルギー測定法（多重Ei測定法）をさらに進化させて高効率で広い帯域の測定を行う手法を手がかりに、これまで主としてエネルギー相関しか得られなかった中性子非弾性散乱実験法を大きく改良した直接時間相関を得る新しい測定手法と関連する機器の技術開発を行うものであった。研究の中心は、取り出せる中性子エネルギーの数を増すことで測定効率を上げる多孔スリット型の高速ディスクチョッパーの開発と、それを用いた測定手法の研究・開発である。本研究開始時に、これまで国内で唯一この種のチョッパー用ディスクを製造していたメーカーが採算性の問題から撤退してしまい、研究進捗に大きな影響を受け、結果、研究計画を一年延伸するに至ったが、その後、ディスクチョッパーの工学的成立性の検討とシミュレーションを主とした測定方法の研究に純真を移し、研究を続けてきた。測定手法については、これまで行ってきた単一スリットに複数エネルギーの中性子を通過させる条件等を導出する測定条件の一般化、定式化の検討をさらに進め従来にないマルチチョッパー型分光器の特徴を各種講演、研究会で述べ、同種の研究を行っている国内外の研究者等と意見交換を行い、研究の完成度を高めてきた。既に、一部は、解説記事などで発表済みであるが、論文についても現在準備中である。特に、最終年度のあたっては、初年度にFEMによる揚力計算等行い検討・設計した多孔ディスクを実際に製造できるメーカーの調査を進め、製造にようやく2017年中に作成できる目処を得た。本研究期間中に実証実験を行うのが困難となったことは痛恨であるが、今後、他の予算等を工面して本研究の成果を実際の実験により実証したい。

研究成果

• [雑誌論文] パルス中性子源におけるチョッパー型分光器(I) (2015)
  • 著者名/発表者名: 中島健次, 梶本亮一
  • 雑誌名: 波紋 巻: 25 ページ: 39-46
  • 査読あり
• [学会発表] 冷中性子ディスクチョッパー型分光器AMATERASの2015年度 (2016)
  • 著者名/発表者名: 中島健次、河村聖子、菊地龍弥、稲村泰弘、川北至信、梶本亮一、中村充孝、青山和弘、岩橋孝明、神原理、山内康弘、久保直也、若井大介
  • 学会等名: 2015年度量子ビームサイエンスフェスタ
  • 発表場所: つくば国際会議場（茨城県つくば市）
  • 年月日: 2016-03-15 – 2016-03-16
• [学会発表] Inelastic Instruments at MLF, J-PARC- Opportunities at MLF - (2016)
  • 著者名/発表者名: Kenji Nakajima
  • 学会等名: ANSTO-J-PARC Workshop
  • 発表場所: J-PARC研究棟 （茨城県東海村）
  • 年月日: 2016-03-02 – 2016-03-03
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] A Cold-netuorn chopper spectrometer, AMATERAS (2016)
  • 著者名/発表者名: Kenji Nakajima, Seiko Ohira-Kawamura, Tatsuya Kikuchi, Yukinobu Kawakita, Yasuhiro Inamura, Ryoichi Kajimoto, Mitsutaka Nakamura, Kazuhiko Soyama, Masahide Harada, Kenichi Oikawa, Shinichi Takata, Hiromichi. Tanaka, Takaaki Iwahashi, Wataru Kambara, Yasuhiro Yamauchi and Kazuhiro Aoyama
  • 学会等名: ANSTO-J-PARC Workshop
  • 発表場所: J-PARC研究棟 （茨城県東海村）
  • 年月日: 2016-03-02 – 2016-03-03
  • 国際学会
• [学会発表] Inelastic Instruments at MLF, J-PARC- Opportunities at MLF - (2016)
  • 著者名/発表者名: Kenji Nakajima
  • 学会等名: The 15th Korea-Japan Meeting on Neutron Science
  • 発表場所: HOTEL NONGSHIM, Busan, Korea
  • 年月日: 2016-01-06 – 2016-01-08
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 冷中性子ディスクチョッパー型分光器AMATERASの2015年 (2015)
  • 著者名/発表者名: 中島健次、河村聖子、菊地龍弥、稲村泰弘、川北至信、梶本亮一、中村充孝、青山和弘、岩橋孝明、神原理、山内康弘、久保直也、若井大介
  • 学会等名: 日本中性子科学会第15 回年会
  • 発表場所: 和光市民文化センター「サンアゼリア」(埼玉県和光市)
  • 年月日: 2015-12-10 – 2015-12-12
• [学会発表] Recent status of a cold neutron disk chopper spectrometer AMATERAS (2015)
  • 著者名/発表者名: Kenji Nakajima, Seiko Ohira-Kawamura, Tatsuya Kikuchi, Yukinobu Kawakita, Yasuhiro Inamura, Ryoichi Kajimoto, Mitsutaka Nakamura, Kazuhiko Soyama, Masahide Harada, Kenichi Oikawa, Shinichi Takata, Hiromichi. Tanaka, Takaaki Iwahashi, Wataru Kambara, Yasuhiro Yamauchi and Kazuhiro Aoyama
  • 学会等名: 2nd Asia-Oceania Conference on Neutron Scattering
  • 発表場所: Novotel Manly Pacific, Sydney, Australia
  • 年月日: 2015-07-19 – 2015-07-23
  • 国際学会