P1-111T ＜装置開発, 新技術, ソフトウェア＞

MLF-BL08 SuperHRPD, BL20 iMATERIA

Direct-derivation (DD)法を用いた中性子粉末回折データの定量分析
Quantitative phase analysis from neutron powder
diffraction data using the direct-derivation method
CHO Kwanghee1, 2、 神山崇 1, 2、鳥居周輝 1, 2、萩原雅人 1, 2、齊藤高志 1, 2、
野間敬 3、林眞琴 4、峯村哲郎 5、虎谷秀穂 6、石垣徹 7
1 KEK 物構研、2 J-PARC センター、3 CROSS 東海、
4 Kobe Material Testing Laboratory Group、5 茨城県中性子ビームライン、
6 Rigaku Corporation、7 茨城大学フロンティア応用原子科学研究センター
The direct-derivation method has been recently proposed forquantitative phase analysis using X-ray powder diffraction technique.
It can be used to derive weight fractions of individual components in a
mixture by using a simple equation, called the intensity-composition
formula. It uses two kinds of parameters: one is the sum of observed
powder diffraction intensities for each component and the other one is
the total scattering power per chemical formula weight obtained fromthe individual chemical formula. In this work, it was verified that thedirect-derivation method is applicable to the quantitative phaseanalysis of the neutron powder diffraction data with the modified
intensity-composition formula derived from the nature of neutron in
the powder diffraction theory. Test results showed that thedirect-derivation method yields sufficiently reliable results comparedto the Rietveld method. They also provide the expected advantages ofthe direct-derivation method on neutron powder diffraction and therequirements for obtaining reliable quantitative phase analysis
results.

P1-112T ＜装置開発, 新技術, ソフトウェア＞
MLF-BL21

高強度中性子全散乱装置へのコリメータ導入による低バックグラウンド測定の実現
Realization of low background measurement by introducing
collimator into high intensity total scattering apparatus角田茉優 1・大友季哉 1, 2, 3, 4・本田孝志 2, 3, 4・池田一貴 2, 3, 4・
大下英敏 2, 4・神原理 4(茨城大 理 1・KEK 物構研 2・総研大 3・J-PARC センター4)
J-PARC MLF で稼働している高強度全散乱装置（NOVA）は，様々な試料環
境を用いた実験を行なっている． MLF の高強度中性子を十分に活用するには，試料環境（放射熱シールドや真空窓など）からのバックグラウンドをできるだけ低くする必要がある．そこで，バックグラウンド低減のためのデバイスとして，ラジアルコリメータ（NOVARC）を NOVA に導入した．ラジアルコリメータは，散乱角 70～110 度で 2 度ごとに，サンプル位置から 207.5～387.5 mm に 50 µm
厚のカドミウムメッキを施したブレードを配置したものである．サンプルから検出器までの距離は約 1.2 m で，ラジアルコリメータによって規定された有効ゲージ幅は約 32 mm である．
ラジアルコリメータで低減すべきバックグラウンドは，バナジウム高温炉ではバナジウム発熱体，2 K 冷凍機では真空アルミニウム窓，トップローディング型冷凍機と温度制御型試料交換機ではバナジウム熱輻射シールドを源とす
る．それぞれの試料環境でのラジアルコリメータの効果をシリコン粉末，ダイ
ヤモンド粉末，シリカガラスロッドを試料とする測定を行うことで評価した．まず，
ラジアルコリメータ設置により，カドミウムのカットオフ・エネルギーを下回る波
長 0.5 Å 以上で，設置前の 4 ％以下にバックグラウンドを低減することができた．さらに，静的構造因子 S(Q)と，その Fourier 変換により得られる実空間 2体分布関数（PDF）への影響を Rietveld 解析と PDF 解析による格子定数と R
因子で評価した．その結果，バナジウム高温炉，2 K 冷凍機，トップローディン
グ型冷凍機，温度制御型試料交換機の試料環境では，妥当な静的構造因子と 2 体分布関数が得られることが確認できた．PDF 導出には，カドミウムのカッ
トオフ・エネルギー以上の波長（最短 0.1 Å）を使用しているが，問題は見られなかった．講演では，ラジアルコリメータ導入によるバックグラウンド低減効果について詳細を報告する．この研究は，KEK 中性子共同研究 S 型課題（2014S06，2019S06）で行われた．

P1-113T ＜装置開発, 新技術, ソフトウェア＞
MLF-BL01,BL02,BL11,BL14,BL15,BL19

空蟬のライブデータ処理を利用した測定データモニタリング
Data monitoring method using the Live Data
Reduction in Utsusemi
稲村泰弘 1、中谷健 1、安芳次 2
1. J-PARC センター、 2. KEK「空蝉」は、J-PARC, MLF における中性子散乱用データ処理・解析可視化環境の一つであり、多くのビームラインで導入されているソフトウェア群である。
特にデータ処理機能の面では、MLF が採用したデータ収集方式であるイベン
ト記録方式の活用をいち早く成功させてきた。例えば今や世界のスタンダードな測定として広まった非弾性散乱 Multi-Ei 手法や単結晶試料の多次元データ
測定・可視化手法を実現させ、また最近ではリアルタイムデータ処理(Live
Data Reduction)を実現させる機能の開発などを行っている。
現状、空蟬の Live Data Reduction(LDR)機能はそれほど広く利用されている
わけではないが、この機能がより効果的に利用される場面として、例えば測定
データモニタリングとしての利用が挙げられる。これは測定と同時にあらかじ
め決められた検出器のデータをその場で解析し、結果をプロットして測定状態を確認するものである。これを現在の MLF の装置で実現するためには、MLFの装置制御用として使用されている IROHA2 や DAQ ミドルウェアなどの開始（Begin）や停止（End）処理と連動して LDR 機能を含んだスクリプトを実行させる必要がある。
そこで、IROHA2 による測定動作と連動し、任意の Python スクリプトを測定開始とともに実行、その結果を Web 上で表示できるサーバーを開発した。これは IROHA2 のデバイス制御サーバーと同じインターフェースを持ち、その他のIROHA2 サーバー（装置管理サーバー、
統合制御サーバー）と連携しつつ任意の Python スクリプトを実行、結果を Web
インターフェース上で表示できるものである（図 1）。
本発表では、このシステムの紹介と空蟬の最近のトピックについて示す予定である。
図 1 IROHA2 上での LDR 結果表示

P1-114T ＜装置開発, 新技術, ソフトウェア＞
He-3 ガスを⽤いた中性⼦偏極デバイス開発のための⾼均⼀静磁場環境の開発(茨城⼤学 1・JAEA2・KEK3) ⾼橋慎吾 1・奥隆之 1,2・奥平琢也 2・猪野隆 3・相澤⼀也 2
中性⼦と物質との相互作⽤には核⼒と電磁相互作⽤の 2 種類が存在する。偏極中性⼦を⽤いることで磁気に対する感度を⾼められるため、偏極中性⼦は構造解析、特に磁気構造解析
において⼤変有⽤である。
我々の研究グループでは偏極中性⼦⽣成のための中性⼦偏極デバイス：He-3 スピンフィル
ターを開発している。これは特殊なガラスセルに He-3 とアルカリ⾦属、バッファーガスを封⼊したものである。このセルに円偏光レーザーを照射することでスピン光交換ポンピン
グ法により、He-3 原⼦核を偏極させることが出来る。He-3 原⼦核はそのスピンと中性⼦のスピンが反平⾏の場合は中性⼦吸収断⾯積が⼤きく、平⾏な場合はほとんど吸収しないた
め、フィルターを透過させることで偏極中性⼦を得ることができる。セルへのレーザー照射を停⽌すると、He-3 原⼦核の偏極度は徐々に緩和していく。偏極度を保持するには⼀様性の⾼い磁場中にセルを置く必要がある。
現在、我々はより⾼い He-3 偏極度を実現することを⽬的として⾼強度レーザー装置を⽤いた He-3 スピンフィルターを開発中である。本研究では、その⾼強度レーザー装置と共に⽤いる偏極保持⽤ソレノイドコイルを、磁場シミュレーションをもとに設計し、作製した。本
発表では作製したソレノイドコイルの設計とその性能評価の結果について報告する。

P1-115T ＜装置開発, 新技術, ソフトウェア＞
MLF-SEMLF 光照射試料環境チームの 2019 年度の活動
Activities of the MLF Light Irradiation Sample
Environment Team in JFY 2019坂口佳史 1、笠井聡 1、大内啓一 1、森川利明 1、岩瀬裕希 1、高橋竜太 2・
1
CROSS, 2JAEA
J-PARC 物質・生命科学実験施設（MLF）の特徴のひとつとして強いビーム
強度を有することがある（2020 年 1 月現在で陽子ビーム強度 500kW）。強いビ
ーム源を用いれば測定時間は短くなる、したがって、これまで観測が困難であった反応系での過渡的測定を行えば、強いビーム強度の特性を活かした新しい学術的成果の創出が期待される。光照射によって生じる光反応はそうした
実験対象のひとつである。我々、MLF SE チームの中の光照射環境のサブチ
ームでは、MLF で光照射実験を行うための機器、制御環境の整備を進めている[1]。本ポスター発表では 2019 年度の活動を報告する。
2019 年度、我々は新たに高出力 LED 光源を導入した。ピーク波長位置の異なる 4 つの LED を搭載している。これまで、水銀ランプ、キセノンランプに狭帯域バンドパスフィルター（半値幅 10nm）を用いることで準単色の光を得ることができた。しかし、光を切り出す分、強度が小さくなり、光反応の程度も小さくなるためこれまであまり使用されていなかった。今回、準単色の光でも強度のある光源を得たことで、光反応における励起光波長依存性を調べやすくなった。この LED 光源を用いた実験を BL17 において行ったが、その結果、励起光
波長の違いによる光反応性の違いが明瞭に観測された[2]。
また、2019 年度に我々は、これまで所有していた水銀ランプを BL15 でも使えるよう整備を行った。光シャッター制御についても、BL15 での需要に合わせて整備した。BL15 は高分子材料を対象とした実験が多い。光反応を示す高分
子材料は多くあるので、今後、光照射環境機器の利用を希望するユーザーが多く現れることが期待される。このシステムを用いて光応答性界面活性剤が形成するミセルの構造変化のその場観察実験を行い、光照射のあるなしで中性子小角散乱プロファイルに明瞭な違いが観測され、この光照射システムの有用性が確認された[2]。
当日のポスター発表ではこれら活動の詳細を報告する。

[1] Y. Sakaguchi et al., J. Neutron Res. 21 (2019) 23.
[2] Y. Sakaguchi et al., submitted.

P1-116T ＜装置開発, 新技術, ソフトウェア＞
MLF-BL17

J - PA R C M L F 偏 極 中 性 子 反 射 率 計 「 写 楽 」 の 現 状
New Equipment of the Polarized Neutron
Reflectometer “SHARAKU” at the J-PARC MLF
笠井 聡 1、曽山 和彦 2、青木 裕之 2,3、山崎 大 2、宮田 登 1、阿久津 和宏 1、
花島 隆泰 1、吉田 鉄生 1、宮﨑 司 1
１ CROSS 中性子科学センター、２ 原子力機構 J-PARC センター、3 高エネ
機構物構研
J-PARC の物質・生命科学実験施設（MLF）にある共用ビームラインの偏極
中性子反射率計「写楽」（BL17）は、2012 年の初ビーム受け入れ以来､装置整備・高度化が進められ、着実に性能を向上させるとともに、利用者数を増やしている。2019 年度、我々は写楽の付帯装置に関して、実験の利便性向上を目指し、新しい試料環境機器とその制御機構の追加と整備を進めて来た。
その装置開発として、温度・湿度をコントロール出来る調湿装置の制御シ
ステムを開発した。この開発により、湿度を変化させた測定が遠隔から自動で行えるようになった。
また、昨年度導入した自動試料交換機を組み合わせ可能な、溶液注入セ
ルおよび高温測定セルの制御システムを製作した。これにより柔軟な試料環
境条件での測定が可能となった。また、昨年導入した汎用シリアルデバイスと同様に汎用 GP-IB デバイスや、デバイス制御よりスケジュール可能なリレーデバイス等の開発をおこなった。この開発により、より実験の都合に合わせられる柔軟な制御が可能となった。
発表では、上記の装置開発に伴う中性子反射率計「写楽」の、開発ソフトウ
ェアの進化と現状について説明する。

P1-117T ＜装置開発, 新技術, ソフトウェア＞

ソフトエラー試験のための中性子場の検討
Neutron field for soft error experiments
岩元大樹 1、明午伸一郎 1、前川藤夫 1
1
日本原子力研究開発機構
近年、宇宙線によって生じる中性子線に起因する半導体のソフトエラーに関する関心が高まっている。中性子線によるソフトエラーを模擬する白色照射施設として、米国 LANSCE の WNR や大阪大学 RCNP などが存在するが、J-PARC においても大強度陽子ビームを用いた核破砕反応を利用した数百
MeV のエネルギー領域に及ぶ高エネルギーかつ高フラックスの白色中性子場が産業界等から強く要望されている。本研究では、J-PARC 生命物質科学実験施設(MLF)附設の中性子ビームライン及び建設を計画中の J-PARC 核変
換実験施設(TEF)附設の中性子ビームラインによるソフトエラー試験に資する中性子場の条件を、粒子輸送計算コード PHITS を用いて検討するとともに、
PHITS による中性子輸送計算の妥当性の検証を行った。

P1-118T ＜装置開発, 新技術, ソフトウェア＞
PF-BL14A

PF-BL14A におけるデータ計測および処理システムの開発
Development of Data Collection and Reduction
Systems for PF-BL14A
坂倉輝俊 1、御手洗誠 1、山本孟 1、木村宏之 1、岸本俊二 2
1 東北大学多元研、 ２ KEK-物構研
PF-BL14A は垂直ウィグラーと 4 軸回折計という、高精度計測を実現できる組み合わせに加え、放射光を最も高精度に計測できる零次元の Avalanche
Photodiode (APD)検出器を備える。我々はこのビームラインの高いポテンシャ
ルを活かした計測法として、多重回折の回避計測法などを導入してきた。これらの技術により、PF-BL14A では世界的に見ても、最も高精度かつ高確度な電子密度計測が実現できている［1］。しかしながら、これまでに開発してきたソ
フトウェア群はインターフェースがユーザーフレンドリーでなく、マニュアルの整備も不十分であった。また、結晶構造解析に特化していたため、積分反射強度の収集は行えても、逆格子スキャンは行えない等の課題もあった。
このような背景から、これらの改善に取り組んでいる。先ず、C++、FORTRANなどで開発してきた各種ソフトウェアの入力ファイルの生成を簡便に行うソフト
ウェアを、Unix 系 OS に標準でインストールされている AWK スクリプト言語やBASH、及び SHELL コマンドを用いて整備中である。次に、逆格子スキャンを
外部計算機との併用により、計測可能にした。更に、二反射法を自動化することで、軸立てに要する時間の短縮を図る技術開発を行った［2］。この自動化した二反射法は現在、実験室系の 2 次元検出器を備えたシステムに対しても適用しており、正確な軸立てが行えることを確認している。積分反射強度の計測に極めて高い定量性が要求されない計測においては、このような 2 次元検出器の利用も進める予定である。図は Rigaku
VariMax With IP で計測した一枚の回
折イメージ（拡張子 img ファイル）からピークを刈り取り、Busing ＆ Levy の定義での回折計上の座標に変換したものである。同様のソフトウェアを PILATUS 等の
2 次元検出器用に開発していく予定である。
講演ではこれらの開発の現状について報告する。
［1］ 坂倉ほか、PF NEWS 35（1）、11-16 (2017).
［2］ 坂倉ほか、日本結晶学会 2019 年度年会、2019.11.20、 (金沢).

P1-119T ＜装置開発, 新技術, ソフトウェア＞
MLF-BL10

高性能結晶デバイス PG の評価と装置適用の検討
Estimation of High Performance Crystal Devices PG
and Consideration of Spectrometer Application
Kaoru Shibata１, Kazuo Kurihara２ , Kenichi Oikawa１
１ J-PARC center JAEA、２ QST【概要】Bragg 反射を利用した入射中性子の単色化(Monochromatic Crystal)，
散乱中性子のエネルギー解析(Analyzer Crystal )の光学デバイスとして用いられているパイルティック・グラファイト結晶は，その特徴として高反射率（８０～９０％もしくはそれ以上），均質な結晶モザイク度・格子定数・回折強度，均質で大面積の結晶を製作可能,湾曲形状の製作が可能などの利点を持つ．
【用途】パルス中性子源に於いては、逆転配置型ＴＯＦ装置のアナライザー用
Bragg 反射結晶として，研究用原子炉定常中性子源に於いては，回折装置，3軸非弾性散乱装置，ＴＯＦ装置等の，単色化，エネルギー解析用の Bragg 反射結晶の光学デバイス等に広く用いられている．具体的利用対象として・J-PARC/MLF に設置が検討されている，飛行時間焦点型分子分光器（同型に CAT@KENS, TOSCA@ISIS, VISION@SNS など）に於ける、エネルギー解析
用結晶アナライザーの最適化検討．
・IP 検出器を用いた生体物質構造解析装置(BIX-3,-4 @JRR-3，同型にBIODIFF@FRM II など)に於ける，集光型モノクロメーター結晶の改良などが挙げられる．
【研究目的】本研究対象の製品を除いて,現在、製品化されている結晶モザイ
ク度が最も高い製品は、Mosaic Spread(θ°): 0.40 < θ < 0.50 °である。一方、
昨年度 2018 年度秋に、パナソニックグループが製作する固相-固相プロセス法で製作されるグラファイト結晶が、均質安定的に Mosaic Spread(θ°): 0.30 <θ < 0.40 °の結晶モザイク度の製品化の目処がたった．結晶モザイク度の向上は、集光度に大きく影響するため，実際に中性子ビーム利用に近い状況
で・結晶モザイク度・反射率等を幾つかの波長で測定を行い，実際の分光器に於いて使用する場合の検討・評価を行った．
【測定結果】デバイスプロジェクト課題２０１９ＡＢ期申請でＢＬ１０のビームライ
ン及び付属機器を用いて、2 日間波長：λ＝6.0 Å付近（背面反射 2θ～170°付近の測定)手動ゴニオによる、ω-scan で各種ＰＧの比較測定を行い、線幅δω、Δｄについては比較データが得られた。発表では、PG の製造条件の違いによる結晶モザイク度の異なる製品の線幅δω、Δｄや積分強度など測定結果の詳細をもとに応用する装置について議論する予定である。
【謝辞】本研究に用いた PG 試料は，パナソニックプロダクションエンジニアリン
グ株式会社殿より提供いただきました．

P1-120T ＜装置開発, 新技術, ソフトウェア＞
MLF-S1

ミュオン S ラインにおける試料環境の現状
Development of Sample Environment at the S Line中村惇平 1、幸田章宏 1、西村昇一郎 1、李華 1、土居内翔吾 1、橋本亜紀子 1、
岡部博孝 1、平石雅俊 1、門野良典 1
1 KEK-物構研ミュオン
MLF のミュオンビームラインでμSR 実験を行う時、液体ヘリウム(He)を用いたクライオスタットが試料環境としてよく用いられる。一つは熱伝導型のクライ
オスタット(マイクロスタット)で最低温は 4 K であり、もう一つは縦型の熱交換型
クライオスタット(V2K)で最低温は 2.2 K である。これより低温の実験を行う場合には従来、D ラインに設置された無冷媒(液体 He 不使用)クライオスタットである希釈冷凍機 (最低温 50 mK)のみが共同利用実験で用いられていた[1]。
これに対し本件では、MLF ミュオンビームラインで 1 K 以下に到達する第 2の無冷媒クライオスタットとして、S ラインにおいてヘリウム 3(3He)クライオスタ
ット(図 1)の立ち上げ・ビーム試験を行った[2]のでこれを報告する。3He 吸着ポンプ用いたワンショット型のクライオスタットで最低温は 300 mK である。
冷却時間は室温から最低温まで 1.5 日を要し、サンプル交換のための昇温に 9 時間を要するが、最低温に到達する信頼性は高かった。図 2 には 20×20
×0.3 mm のホルミウム試料を用いたμSR スペクトルを示した。φ20 mm のコ
リメーターを用いた時、μ-e イベントレートは 95 M/hour (陽子ビーム 300kW,
double pulse)、S/N 比は約 45%と期待された値が得られた。
[1] W. Higemoto and A. Koda KEK Progress Report 2018-2 KEK-MSL REPORT2017 (2018) 9[2] J.G. Nakamura et. al. KEK Progress Report 2019-3 KEK-MSL REPORT2018 (2019) 23-24

図２：ホルミウム試料のμSR スペクトル。コリメータ
図 1：ヘリウム 3 クライオスタット

ーでビームサイズを変化させた時の S/N 調査。

P2-101T ＜装置開発, 新技術, ソフトウェア＞
MLF／BL06

BL06 における MPPC を用いた
大型２次元シンチレーター検出器の開発
Development of wide two-dimensional scintillator
detectors at BL06 VIN ROSE
遠藤仁 1,2・大下英敏 1,2・瀬谷智洋 1,2・安芳次 1・小田達郎 3・日野正裕 3
1
KEK, 2J-PARC センター, 3 京大
中性子スピンエコー（NSE）法は、中性子スピンという自由度を用いることで、散乱前後の非弾性散乱過程による中性子のエネルギー変化の精密評価が可能であり、中性子非弾性散乱測定法において最高のエネルギー分解能での測定が可能である。京都大学と KEK は、連携して J-PARC MLF の BL06 に中性子共鳴スピンエコ
ー分光器群 “VIN ROSE”を開発している。BL06 では、共鳴スピンフリッパーを用いて NRSE（Neutron Resonance Spin Echo）と MIEZE（Modulated Intensity by Zero
Effort）という 2 台の中性子スピンエコー分光器を設置しており、2014 年 4 月に中性子ビームを受け入れて以降、それぞれコミッショニングを進めている。
本件では、MIEZE 分光器に実装予定の MPPC を用いた大型２次元シンチレータ
ー検出器（Mpix 検出器）の開発状況に関して発表する。開発中の Mpix 検出器
は、32cm×32cm の広い検出面を有し、LiF/ZnS シンチレーターも用い、入射中性子を光に変 換して、中 性子を 評価 する。 今回、標 準試料 を用 いた試験 及びMIEZE 信号の検出実験を行ったので、その詳細に関して説明する。

図：BL06 に設置された Mpix 検出器の写真

P2-102T ＜装置開発, 新技術, ソフトウェア＞
MLF／BL03

Redis Pub/Sub システムを利用したデータロギングソフトウェ
アの Python による開発

Development of data-logging software in Python
using Redis Pub/Sub system
遠藤 陽介・細谷孝明 茨城大工
茨城県生命物質構造解析装置 iBIX（BL03）は、飛行時間型単結晶中性子回折装置である。本装置による実験データはデータ収集サーバーによって収集され、ビー
ムラインが備えるストレージに保存されている。このデータ収集システムは平成 31
年度末でリース契約が切れてしまうため使用できなくなる一方、MLF に共有の大容量ストレージシステムが整備されたことから、BL03 ではこの共有ストレージを用いることとした。
BL03 では、現在 DAQ ミドルウェア[1]によってデータ収集、保存が行われているが、保存先を共有ストレージとするのか、DAQ ミドルウェアの枠組みの外側で動作するプログラムを先進計算環境の解析サーバーで走らせて保存するのか、等の選択肢がある。前者では、共有ストレージがビームライン実験での都合とは無関係に停止する可能性もあり、その際に DAQ コンポーネントがエラーで停止し、コンポーネント
間のつながりが強い DAQ ミドルウェア全体を停止させることにつながりかねない。一方、後者は、データを送信する DAQ ミドルウェア側のコンポーネントとデータ保存プ
ログラムの間にデータ送信を中継するブローカーを挟めば、依存関係が弱くなり、共有ストレージの運用状況とは無関係にデータ収集を安全に動作させることができる。
本研究では、オープンソースであり、インメモリデータベースである”Redis”をブローカーとして用いた、MLF ストレージにデータを集めるネットワークを開発するための試作を作成した。
今回作成させた試作は、実験の切り替え時に変更される run-number をデータと一緒に Publish させることで、Subscribe してからファイルパスを作ることを可能にした。
また、”Redis”の通信速度と IO 時間との差を非同期通信ライブラリである”ZeroMQ”の ROOTER/REQ 通信を使用することで緩和させた。結果的に、100 スレッドのPublisher から送信される 10KB のデータを処理することに成功した。

図 1:Redis を用いたデータ収集ネットワーク案[1]Y Yasu et al., Journal of Physics: Conference Series 219 (2010) 022025

P2-103T ＜装置開発, 新技術, ソフトウェア＞
3

He 中性子スピンフィルターを用いた高効率パルス中性子ビームの偏極とその利用 I(JAEA1・KEK2・CROSS3) 奥隆之 1・奥平琢也 1・・酒井健二 1・猪野隆 2・林田洋寿 3・廣井孝介
1
・篠原武尚 1・加倉井和久 3・相澤一也 1
Development and application of the 3He spin filter for pulsed neutrons I
1
T. Oku , T. Okudaira1, K. Sakai1, T. Ino2, T. Hayashida3, K.Hiroi 1, T. Shionohara1, K. Kakurai3, K. Aizawa1
JAEA.1 KEK, CROSS 2
3

He 中性子スピンフィルターは、広いエネルギー範囲の中性子を偏極することができるデバイスである。最近、J-PARC に於いて、非常に高い中性子偏極性能を有する 3He 中性子スピンフィルターが開発され、その利用が期待されている。本発表では、3He 中性子スピンフィルターの中性子偏極性
能や J-PARC に於いて期待される利用方法について具体的に紹介し、その有用性について議論する。

P2-104T ＜装置開発, 新技術, ソフトウェア＞
He3 スピンフィルターを用いた高効率パルス中性子ビームの偏極とその利用 Ⅱ(JAEA1・茨城大学 2・KEK2・CROSS4) 奥平琢也 1・奥隆之 1・高橋慎吾 2・酒井健二 1・猪野隆 3・
林田洋寿 4・廣井孝介 1・加倉井和久 4・相澤一也 1・
Development and application of the 3He spin filter for pulsed neutrons Ⅱ
T. Okudaira1, T. Oku1, S. Takahashi2 K. Sakai1, T. Ino3, T. Hayashida4, K.Hiroi 1, K. Kakurai3, K. Aizawa1
JAEA1, Ibaraki Univ.2, KEK3, CROSS4
偏極 3He スピンフィルターは 3He ガスとアルカリ金属をガラスセルに封入した中性子偏極デバイスである。3He 原子核の中性子吸収断面積は大きなスピン依存性をもち、偏極した 3He ガスに中性子を透過させることにより、広いエネルギー範囲の中性子ビームを偏極させることが可能である。ガラスセルに円偏光レーザーを照射することによりスピン交換法(Spin Exchange Optical Pumping :SEOP)を用いて 3He 原子核を偏極させる。
現在 JAEA では MLF で使用するための 3He スピンフィルターの開発を進めている。我々は、2018
年に 3He スピンフィルターを作製するための 3He ガス封入システムを構築し、2019 年には偏極緩和
時間 200h という性能の高いスピンフィルターの作製することに成功した。また、3He 偏極用の大強度レーザーシステムも構築し、高い 3He 偏極率で 3He スピンフィルターを使用できるようになって来ている。これらの成果により現在は 3He 中性子スピンフィルターを実際に使用し、科学的成果を創出する段階にきているといえ、
2019 年前半では 4 回のユーザー実験を実施した。
加えて MLF BL21,
BL15 などのビームラインへの 3He 中性子フィルターの導入の準備を進めている。本成果は 1 (奥隆之), 2(奥平琢也)の二編の発表に分けて報告する。

P2-105T ＜装置開発, 新技術, ソフトウェア＞
MLF-BL23

POLANO におけるオンビームコミッショニング
On-beam Commissioning on POLANO
横尾哲也 1,2、金子直勝 1,2、伊藤晋一 1,2、林浩平 1、Yu Feng1、藤田全基 3
大河原学 3、池田陽一 3
1KEK-物構研、2J-PARC センター、3 東北大-金研

POLANO プロジェクトはこれまで進めてきた建設とコミッショニングをほぼ終了し、2019 年度より非偏極ビームながら一般課題の受け入れを果たした。
本講演では、ビーム受け入れより行ってきた機器調整とオンビームでのコミッ
ショニングの成果と評価結果を報告する。
POLANO はこれまでに中性子非弾性散乱では実現していない、100 meV 程
度の高いエネルギー領域における偏極度解析を目指す装置であり、多くの装置を有する。実際の中性子線を使った装置コミッショニングをおこない、各機器の稼働試験や、その健全性の確認などを実施した。中性子ビーム輸送の試
験、ビームプロファイルによる強度と分布、TOF 構造を測定し、更に大型真空槽の真空パージシステムの試験やアナライザーミラーの通信・駆動試験、位置敏感検出器の健全性確認と調整、位置校正などをおこなった。また、チョッ
パー類の駆動試験と調整もおこなっている。チョッパーは高回転、高ペイロー
ド、そして高い制御精度が求められる大変難しい機器であるにも関わらず、これまでの HRC での開発研究のおかげで非常に順調な運用を開始することができた。同様に HRC を主軸にして開発をおこなってきたデータ制御およびデー
タ解析ソフトウェア（YUI および HANA）の移植もおこない、コミッショニング開始時においても取得データの可視化をスムーズに実施することが可能であった。
標準試料のデータを取得し、データの健全性やバックグラウンドの評価なども行っているので併せて報告する。

P2-106T ＜装置開発, 新技術, ソフトウェア＞
MLF-BL01

MLF 中性子分光器「四季」の現状
Status of the Neutron Spectrometer 4SEASONS in MLF
梶本亮一 1、中村充孝 1、蒲沢和也 2、稲村泰弘 1、
池内和彦 2、飯田一樹 2、石角元志 2
1 JAEA J-PARC センター、2 CROSS 中性子科学センター
四季は数 meV～数 100 meV のエネルギー領域における原子・スピンのダイ
ナミクスを最高約 5%のエネルギー分解能で測定可能な非弾性中性子散乱装置である [1]。共用装置のひとつとして国内外のユーザーにビームタイムを提供し、2019 年には鉄系超伝導、量子スピン系を中心とした分野で研究成果が生まれた [2–7]。装置整備の面では、数年来継続的に行っていた検出器の増設が本年度ついに完了し、最大散乱角は 130° となった。この高角側の検出器は近年盛んとなってきたエネルギー材料のフォノン研究等において威力を発揮すると期待される。さらに、高エネルギー中性子のバックグラウンドを低減させる T0 チョッパーを MLF 共通技術開発セクションで開発された新型機と交換した。これまで最大 25 Hz であった回転数が最大 100 Hz まで高速化されることで、高エネルギー領域（>~100 meV）での中性子強度が増加することが期待される。本発表ではこうした最近の装置の利用状況や装置の高度化の状況等について紹介する。

[1] R. Kajimoto et al., J. Phys. Soc. Jpn. 80, SB025 (2011); H. Seto et al.,Biochim. Biophys. Acta, Gen. Subj. 1861, 3651 (2017); K. Nakajima etal., Quantum Beam Sci. 1, 9 (2017); R. Kajimoto et al., Physica B 562,
148 (2019).
[2] J. Guo et al., Phys. Rev. Lett. 122, 017001 (2019).
[3] K. Iida et al., Sci. Rep. 9, 1826 (2019).
[4] J. Yamaura et al., Phys. Rev. B 99, 220505(R) (2019).
[5] K. Iida et al., Phys. Rev. B 100, 014506 (2019).
[6] M. Ishikado et al., Condens. Matter 4, 69 (2019).
[7] S. Ideta et al., Phys. Rev. B 100, 235135 (2019).

P2-107T ＜装置開発, 新技術, ソフトウェア＞
MLF-BL01、MLF-BL02、MLF-BL06、MLF-BL12、MLF-BL14、MLF-BL23

J-PARC MLF の非弾性・準弾性中性子散乱装置
Inelastic and Quasielasitc Neutron Scattering
Instruments in MLF, J-PARC
梶本亮一 1,2、横尾哲也 1,3、中村充孝 1,2、川北至信 1,2、松浦直人 4、遠藤仁 1,3、瀬戸秀紀 1,3、伊藤晋一 1,3、中島健次 1,2、河村聖子 1,2
1 J-PARC、2 JAEA、3 KEK、4 CROSS
J-PARC・MLF には 6 ビームライン・7 台の非弾性・準弾性装置（分光器）が設置され、物質中の原子・スピンのダイナミクスの研究に供されている [1-3]。サブ meV 以上のエネルギー領域は 4 台の直接配置型分光器 HRC、アマテラス、
四季、POLANO が担っている。HRC は高エネルギー・高分解能の測定が可能なフェルミチョッパー分光器であり、さらに小角検出器によるブリルアン散乱が可能である。アマテラスは冷中性子に最適化されたディスクチョッパー分光器であり、複数のディスクチョッパーの組み合わせによってパルスの整形や分解能の柔軟な制御が可能である。 四季は高強度・高測定効率を目指して最適化された Fermi チョッパー分光器であり、そのカバーするエネルギー領域も
上記の 2 台を補完する。POLANO は上記 3 台にはない中性子偏極解析オプ
ションを備える Fermi チョッパー分光器であり、非偏極ビームによるユーザー
利用実験を開始したばかりの新しい装置である。一方、より低エネルギー側を担う装置が DNA と VIN ROSE である。逆転配置型分光器 DNA は背面反射配置の結晶アナライザーにディスクチョッパーを組み合わせ、μeV ~ meV 領
域の高分解能・高効率・高 S/N での実験が可能である。中性子共鳴スピンエ
コー分光器群 VIN ROSE はさらにサブ μeV までもの低いエネルギー領域をカバーする、MLF の分光器群で最も高エネルギー分解能の装置である。
MIEZE 型と NRSE 型と呼ばれる特徴の異なる 2 台の装置からなるが、うちMIEZE 装置のユーザー利用実験を開始したばかりの、これも若い装置である。
このように MLF の中性子分光器群は互いに補完する関係にあり、合わせて10-4 meV から 103 meV までの広いエネルギースケールの研究を可能としている。その研究対象は超伝導体、量子スピン系、エネルギー材料、非晶質材
料、液体、ソフトマター、生体物質、等、多岐にわたる。本発表では各装置の主な仕様、最近の整備・高度化および研究成果について総覧する。

[1] H. Seto et al., Biochim. Biophys. Acta, Gen. Subj. 1861, 3651 (2017).
[2] K. Nakajima et al., Quantum Beam Sci. 1, 9 (2017)[3] R. Kajimoto et al., Physica B 562, 148 (2019).

P2-108T ＜装置開発, 新技術, ソフトウェア＞
PF

無酸素 Pd/Ti を利用した ICF ゼロレングス非蒸発型ゲッター
ポンプの開発とビームライン、光電子分光装置への応用
Development of ICF zero-length non-evaporable
getter pump using oxygen-free Pd/Ti and its
application to beamline and photoelectron
spectroscopy apparatus〇菊地貴司 1，佐藤裕太 2，宮澤徹也 3，大野真也 2，間瀬一彦 1,3
１KEK 物構研，2 横国大院理工，3 総研大
非蒸発型ゲッター（NEG）ポンプは、活性残留ガスに対する排気速度が大き
い、オイルフリー、無騒音、無振動、小型、軽量、活性化時以外は電力を使用しないといった特長を持つため、超高真空装置で広く使用されている。しかし従来の NEG ポンプには、1) 大気導入と活性化を繰返すと排気速度が低下す
る、 2) 活性化温度が比較的高い、3) 専用の電源が必要、4) SAES gettersが市場をほぼ独占していて高価かつ納期がかかる、といった課題がある。そこで我々は、新しい NEG 材料である無酸素 Pd/Ti 薄膜を利用した新しい
ICF203 ゼロレングス NEG ポンプ（Fig. 1）を開発した。本 NEG ポンプの特長は、
1) 125～150℃で 6 時間ベーキングして室温に戻すと水素（H2）と一酸化炭素（CO）を排気する。H2 に対する初期排気速度は 2200 L/s、 CO に対する初期
排気速度は 1500 L/s である、 2) 大気導入とベーキングを繰り返しても H2 とCO に対する排気速度が低下しない、3) 電流導入、専用電源が不要なためコストが低い、4) ターボ分子ポンプと併用すると 4×10–9 Pa まで排気できる、5)無振動、無騒音、軽量、活性化時以外では電力を使わない、などである。これ
らの特徴をもっている無酸素 Pd/Ti NEG ポンプをビームラインや光電子分光装置へ応用した結果を報告する。

Fig. 1. 無酸素Pd/Ti薄膜を利⽤して製作したICF203ゼロレングスNEGポンプの写真と断⾯図

P2-109T ＜装置開発, 新技術, ソフトウェア＞
MLF-BL17

反射率測定用真空高温セルの開発
Development of High Temperature
Vacuum Cell for Neutron Reflectometer
吉良弘 1、吉田鉄生 1、笠井聡 1、有馬寛 1、宮田登 1、宮崎司 1、 青木裕之 2, 3
１ CROSS、 ２ JAEA- J-PARC センター、 ３ KEK-物構研
BL17 写楽での使用を前提とした、気 表 1 セルの要求性能/設計性能
要求性能
本設計案
体-固体界面の反射率測定に使用する 項目
試料サイズ φ50.8×3mm←
ためのセルの開発を行った。開発当初、 測定温度
室温～300℃←
室温→100℃
室温→300℃
ビームライン側から示された要求は表 1 昇温時間まで 10 分以下 まで 18 分の通りであった。本開発ではこれらの条 温度分布
<1℃(昇温中)←件を念頭に、有限要素法計算を利用し 測定範囲0≦θ≦70≦θ≦10低真空,て設計を進めた。また、設計を進めるに 雰囲気←
不活性ガス
あたっては、ユーザーが使いやすいデ 設置可能な
4個
3個
セル数
ザインとなるように心掛けた。
設計したセルの外観、および内部の様子を図 2 に示す。セルは上蓋、容器
下部、容器底板で構成される。内部にはヒータープレート、直径φ50.8mm・厚
さ 5mm までの試料に対応する試料ステージ、断熱板などの構造物を配置した。
測定可能範囲は厚さ 3mm の試料に対して 0≦θ≦10(deg)を確保した。
将来性を考慮して内部構造物、配線、配管などは容器底板に集約し、実験に合わせて容易に交換可能なデザインとした。ただし容器が大きく、ステージの可動範囲内には 3 台しか載せられないサイズとなった。
真空雰囲気でヒーター出力 80W 時の試料の平均温度、およびビーム照射部における最大温度差δt の時間変化についての計算結果を図 3 に示す。
25℃→300℃まで 18 分、δt～1℃で、要求性能を実現できる目途がついた。
現在、本設計に基づいたセルを製作中である。

容器上蓋
ビーム窓

容器底板

400

ヒーター
プレート
試料
断熱板
と支柱

1.6

BL17小型容器-真空加熱
試料温度の時間変化
ヒーター出力80W

300

1.2

t
200

0.8
t

100

t

容器下部

内部

温度 (℃)

外観

0.4

平均温度

0
0

平均温度
5

10

15

0.0
20

時刻 (min)

図 2 設計したセルの外観と内部の様子

図 3 ヒーター出力 80W 時の平均
試料温度とビーム照射部の温度差の計算結果

P2-110T ＜装置開発, 新技術, ソフトウェア＞
MLF-BL03

ZeroMQ を用いたデータ収集・伝送ミドルウェアの開発
Development of data acquisition and transport middlewareusing ZeroMQ
細谷孝明（茨城大工、フロンティア応用原子科学研究センター）

J-PARC MLF では現在、KEK 素核研が開発した DAQ ミドルウェアが標準のデータ収集ミドルウェアとして多くのビームラインで用いられている。
DAQ ミドルウェアはロボット制御技術の国際標準規格である RT ミドル
ウェアの産総研実装版の OpenRTM-aist がベースになっており、それぞれの機能を持つコンポーネントが「入出力ポート」と呼ばれるもので接続され、分散ネットワークによるデータの移送を実現している。著者が所属する MLF-BL03 グループにおいては、2007 年からデータ読み出し・収集の Gatherer（独自）、データ複製の Dispatcher、データ記録の Logger（共通）、オンラインデータ解析の Monitor（独自）が運用され、多くの実験を根幹から支えてきた。DAQ ミドルウェアの特長としてコンポー
ネントの構成を config.xml とよばれる XML ファイルに記述しておけば、ミドルウェア立ち上げ時にネットワーク上に分散する各コンポーネントを起動・接続を行ってくれる。ユーザにとってこの機能は大変便利ではあるが、システム稼働中には構成が変えられないこと、起動順序はあらかじめ指定しておく必要があること、測定制御・記録の点において最重要でないコンポーネント（Monitor 等）でもエラーで停止してしまうとプログラム全体が停止してしまうこと、C++での開発に限られることなど、
これまでの十数年の運用でコンポーネント改良だけで解決できないような課題点が生じてきた。そこで本研究では、コンポーネント間の依存関係が少なく、構成・運用に柔軟性のあるミドルウェアの開発に着手した。
目標として、一部のコンポーネントが落ちたりハングアップしたりしてもシステムは稼働し続けること、システム稼働中にコンポーネント構成を変更できること、様々な言語で実装されたコンポーネントが混在できること、システムはコンポーネントの異常終了やハングアップを検知し、再起動させて再接続させること、とした。コンポーネント間の接続はSPring8 や CERN 等 で も 実 績 の あ る メ ッ セ ー ジ ン グ ミ ド ル ウ ェ ア
ZeroMQ を採用した。ZeroMQ はソース言語の C/C++だけでなく、多数の言語でバインディングされており、コンポーネントを Python で実装することも可能である。データ伝送方式として、出力先のコンポーネン
トに一斉に同じデータを送る放送型、出力先からデータを要求して、出力元がそれに応じてデータを送るオンデマンド分配型などを試験的に開発している。当日はこれまでの開発の過程および状況を報告する。

P2-111T ＜装置開発, 新技術, ソフトウェア＞
PF-BL14ABC

SOI ピクセルセンサーの MLF/PF 実験への応用
Application of SOI Pixel Sensor for MLF/PF
experiment
三好敏喜 1、西村龍太郎 21
KEK 素核研, 2KEK 物構研放射光KEK の SOIPIX グループでは 2005 年度から絶縁膜上シリコン（SOI）技術を⽤いた回路センサー⼀体型放射線ピクセルセンサーの開発を⾏っている。SOI の数百 um の厚いシリコン層をセンサーとし、数⼗ nm の薄いシリコン層に SOI-CMOS 回路を形成させ、絶縁膜で分離されている両者
を⾦属ビアで接続しセンサーと回路⼀体型の放射線センサーを LSI プロ
セスで製作している。この場合両者をつなぐために数⼗ um の⾦属バンプは必要なく、⼩さいピクセル領域内に、⾼機能のピクセル回路を配置することもでき、単に発⽣電荷を読むだけでなく⾼度なデータ処理を⾏う事も可能となる。また、センサー裏⾯にボロンを蒸着すると中性⼦にも感度を持たせることができ、⾼精細の中性⼦ピクセルセンサーが実現する。これまで、様々な種類の放射線ピクセルセンサーを製作し、放射光、
⼩型 X 線発⽣装置、中性⼦源やα、β、X 線源等を⽤いて評価試験を⾏ってきた。本発表では放射光、各種放射線源、中性⼦源を⽤いた評価試
験の実例を紹介し、ミュオンのビームモニター等、MLF 実験での使⽤計画についても紹介し、幅広い領域にわたる各種物理実験での実⽤化への取り組みについて報告する。

P2-112T ＜装置開発, 新技術, ソフトウェア＞
PF BL-19A

STXM における大気非暴露搬送システムの構築
Construction of non-atmospheric transport system
for STXM
山下翔平 1、八尋惇平 2、武市泰男 1、木村正雄 1
1
KEK 物構研放射光2
東レリサーチセンター
フォトンファクトリーでは、2018 年度より軟 X 線領域の新しいビームライン
BL-19 を建設し、2019 年度よりユーザー利用を開始した。BL-19 では、
APPLE-II 型アンジュレータ［1］を光源とし、可変偏角不等刻線間隔平面回折格子分光器［2］によって分光された 90-2000 eV 程度の高輝度軟 X 線を利用した実験を可能とし、コンパクト走査型透過 X 線顕微鏡（cSTXM）[3]を常設する
A ラインと、フリーポートとなる B ラインの二つで構成される。B ラインでは、
STXM の標準スペクトル測定用に全電子収量法、蛍光収量法、透過法に対応した軟 X 線吸収分光測定装置が整備され利用可能であるほか、ユーザーによって持ち込まれた装置にも対応する。最近では、エンドステーションの高度化の一つとして、嫌気性試料の観察や試料の汚染の回避を目的として BL-19Aの STXM に大気非暴露搬送システムを導入整備した（2019 年 II 期に試験評価を実施した）。嫌気性試料の実例として酸化物系固体電解質 LiLaZrO（LLZO）
や SiO 負極材料を取り扱い、スペクトルの形状とその変化から本システムの有効性を示した。本発表では、本システムの設計や整備状況について試験評
価結果とともに報告する。
本ビームラインの建設にあたり、国際競争力強化事業および新学術領域研
究「水惑星学の創成」の支援を受けており、STXM を活用した研究は、産業界におけるイノベーション創出や、環境・地球科学分野での発展が計画されている。また、大気非暴露搬送システムの構築にあたっては、JSPS 科研費 JP
19H00834 の助成を受けた。動作試験は、東レリサーチセンターとの共同研究として所内スタッフ優先ビームタイム（研究課題番号 2019PF-28）内で実施した。
[1] S. Sasaki et al., Nucl. Instrum. Meth. Phys. Res., A 331, 763 (1993).
[2] K. Amemiya and T. Ohta, J. Synchrotron Rad., 11, 171 (2004).
[3] Y. Takeichi et al., Rev. Sci. Instrum., 87, 013704 (2016).

P2-113T ＜装置開発, 新技術, ソフトウェア＞
MLF-BL18

単結晶中性子回折計 SENJU におけるリモートアクセス環境
整備
Development of the remote access environment for
the Single Crystal Diffractometer SENJU
森山健太郎 1、中尾朗子 1、宗像孝司 1、石川喜久 1、大原高志 2、鬼柳亮嗣 2、中谷健 2
1 総合科学研究機構 中性子科学センター
2 日本原子力研究開発機構 J-PARC センター
我々は J-PARC 物質・生命科学実験施設（MLF）の BL18（SENJU）において、単結晶中性子回折実験を円滑に遂行可能な環境整備を目的として、近年急速な発展を遂げているパブリッククラウドを基盤としたリモートアクセス環境の整備を進めている。今年度は代表的なパブリッククラウドの１つである Amazon
Web Services (AWS)を利用して、MLF 施設外部からリモートアクセスによりデータ解析や実験監視を行うための開発を行った。
（１） データ解析環境
SENJU では昨年度からデータ解析ソフトウェア STARGazer の Web ア
プリケーション版である STARGazer Online（SGO）の開発を進めている。
AWS で仮想サーバを利用するためのサービスである Amazon Elastic
Compute Cloud (EC2)を用いて、クラウド上に SGO の計算サーバを構築した。これにより実験ユーザーは Web ブラウザで SGO にアクセスしてデータ解析を行うことが可能である。また、リモートデスクトップ環境を提供する Amazon Workspaces を利用して Linux 環境で動作する従来版
STARGazer を利用するための解析環境も開発した。これにより、実験ユーザーの計算機スキルやニーズに応じたプラットフォーム（Web ベース/Linux 環境）でのデータ解析が可能である。
（２） 実験監視SENJU ではデータ収集及びデバイス制御のための統合的な装置制御
フレームワークである IROHA2 を用いて実験を行っている.。IROHA2 の監視モードを拡張し、AWS が提供するサーバレスコンピューティングやオブジェクトストレージ、Web 配信、メール送信などの多様なサービスと連携させることで、Web ブラウザでクラウド環境にアクセスして実験の進捗状況を確認するためのシステムを開発した。本システムでは、近年、分散処理システムの設計手法として注目されているマイクロサービスア
ーキテクチャを採用した。
本発表では、BL18（SENJU）におけるリモートアクセス環境整備の現状と各システムの詳細、今後の整備計画について報告する。

P2-114T ＜装置開発, 新技術, ソフトウェア＞
MLF-BL02

中性子背面反射型分光器 DNA の現状と近未来計画
Current status and upgrade plan of neutron
backscattering spectrometer DNA
川北至信 1，松浦直人 2，富永大輝 2、山田武 2、小林誠 2、中川洋 1,3
1 J-PARC センター, 2 CROSS, 3 JAEA
DNA 分光器は、生体物質や高分子等のソフトマターの機能解明，電池材
料，触媒材料等の機能性材料の開発研究，磁性物質の研究など広い分野で、ピコ秒からナノ秒に亘る原子や分子、スピンなどのダイナミクスの測定に利用されている[1]。
本発表では、DNA の現状と現在進めているアップグレードの計画について報告する。2019 年夏季停止期間中には、Si311 アナライザーミラーの増設を進めた。また、長期間の経年観察より明らかになってきた窒素モニターの強度減少を解消する為に、フレッシュな窒素モニターへの交換を行った。それら分
光器のアップグレード、老朽化対策の他、エレベーター式試料交換機、バイオ用自動試料交換機、揺動型ラジアルコリメーター、シャッターコントローラーの移設など、利便性を向上させる取り組みも進めている。2019 年 7 月に行われた 1MW 試験運転の際には、デンプン水溶液試料について 3 分の測定時間でも高品質な中性子準弾性散乱データが取得できることを見出した。これら装置の整備状況・開発計画や 1MW 時実験データ、最近の成果を報告する。

References[1] K. Shibata, N. Takahashi, Y. Kawakita, M. Matsuura, T. Yamada, T. Tominaga,
W. Kambara, M. Kobayashi, Y. Inamura, T. Nakatani, K. Nakajima, and M. Arai,JPS Conf. Proc. 8 (2015), 036022.

P2-115T ＜装置開発, 新技術, ソフトウェア＞
MLF-BL01, BL18, BL22

MLF 先進計算環境設備の実験装置データ収集システムへの導入
Installation of MLF advanced computational environment
into data acquisition system in instruments
中谷健 1、稲村泰弘 1、森山健太郎 2
1. J-PARC センター、 2. CROSS 中性子科学センター

J-PARC 物質・生命科学実験施設（MLF）では、最先端量子ビーム測定手法と数理科学の融合による中性子マテリアルズインフォマティクスの実現のた
め、MLF 先進計算環境（MLF-ACE）を整備中である。H29～30 年度においては、MLF 各実験装置のデータ収集システムにより取得される実験データを
J-PARC 研究棟サーバー室のストレージへ高速に転送・記録する設備を整備した。その仕様は以下の通りである。
(1)
ネットワーク 実験装置～実験ホール集約スイッチ：10Gbps/BL、BL スイッチ×27
 集約スイッチ～J-PARC 研究棟コアスイッチ：40Gbps×2
 コアスイッチ～ファイル共有システム：10Gbps×4
(2)
ストレージ
 容量：200TB×2（ボリューム：100TB×4）、FC スイッチ ファイル共有システム（アプライアンス型 StorNext）
 ファイル共有システム～ストレージ：16Gbps×4（FC）(3)
監視システム トラフィック監視サーバー、可視化ソフトウェア
今年度は昨年度までに整備した MLF-ACE と MLF の実験装置のデータ収集システムを接続し、データ収集システムが取得したデータをリアルタイムに
MLF-ACE ストレージに保存可能にするシステムを構築した。構築にあたって
は、既存のデータ収集システムにできる限り影響を与えないようなシステム構成を検討、実装した。MLF のデータ収集システムは基本的には標準化されているが、データ共有システムは各実験装置の状況に合わせたシステムが構築されている。MLF-ACE との接続においてはその状況に合わせたネットワーク
構成、DAQ コンポーネント配置を検討し、システムの構築を行った。
本発表では今年度構築したシステムの詳細について報告する。

P2-116T ＜装置開発, 新技術, ソフトウェア＞
MLF-BL14

冷中性子ディスクチョッパー型分光器 AMATERASの 2019 年度
A Cold-Neutron Disk-Chopper Spectrometer
AMATERA in JFY2019
中島健次 1、河村聖子 1、古府麻衣子 1、村井直樹 1、稲村泰弘 1、
菊地龍弥 2、若井大介 3
1 J-PARC センター、2 住友ゴム、3 NAT
J-PARC 物質・生命科学実験施設に設置された冷中性子ディスクチョッパー型
分光器 AMATERAS は、パルス整形チョッパーと J-PARC の結合型減速材の高ピーク強度の組み合わせにより、大強度、高分解能を両立する非弾性・準弾性散乱装置であり、2009 年の稼働開始以来これまで、装置の高度化を進めながら、磁性や液体、非晶質、生体物質内のダイナミクスから産業利用に至るまで広い研究分野での利用に供されてきている[1, 2]。
2019 年度においては装置課題の他、2020 年 1 月現在一般課題 14 件、JAEA
プロジェクト課題 2 件を実施し、今後年度内にはさらに一般課題 9 件を実施する予定である。また、これまで行われてきた AMATERAS の利用の成果として、
2019 年内には、10 件の学術論文（掲載決定を含む）、4 件の学位論文、関連する成果を元にした 2 件の受賞、その他多数の学術的会合での発表等がなされた。一方で、装置の整備としては、検出器の増設、試料環境の整備等を進めてきている。装置は、建設から 10 年を経過し、故障も目立ち始めそれらに対する対応も行っている。
当日は、最近の成果例と合わせて、これら AMATERAS の近況を報告する。
Reference[1] K. Nakajima et al., J. Phys. Soc. Jpn. 80 (2011) SB028[2] 中島健次, RADIOISOTOPES 66, (2017) 101.

P2-117T ＜装置開発, 新技術, ソフトウェア＞
MLF-BL10

J-PARC MLF におけるパルスマグネットシステムの開発
Development of Pulsed Magnet System
in J-PARC MLF
渡辺真朗１、野尻浩之２、木原工２
１ JAEA-JPARC センター、２ 東北大学-金属材料研究所、

近年、中性子や放射光をプローブとした数 10T 以上の強磁場下で行う実験・研究への要望が増えてきている。強磁場装置を用いた中性子散乱実験は、
例えば、磁場誘起相転移において、時間変化するパルス強磁場下での磁気構造の時間発展を測定することが目指されており基礎物理の課題の１つとなっている。
J-PARC MLF において、通称オレンジクライオと呼ばれる高クライオスタットを用いたパルス強磁場発生装置の開発を進めてきたが、本年度はユーザーへの利便性と実用性を飛躍的に高めるために、GM 冷凍機を利用したパルス
強磁場発生装置を開発した。本システムは、３０T まで発生可能なソレノイドコ
イル（図１）およびインサート等からなる。装置の全体写真を図２に示す。
本発表では、開発したパルス強磁場発生装置の特性・動作試験や MLF の中性子源特性試験装置（NOBORU）での中性子利用ビーム実験の結果などについて報告する。

44mm

21mm

図１：コイル外観写真

図２：パルス強磁場装置

P2-118T ＜装置開発, 新技術, ソフトウェア＞
MLF-BL08, BL09

Z-Rietveld の現状報告 2019
Report of Z-Rietveld software 2019萩原 雅人１，２、Cho Kwanghee１，２、鳥居周輝１，２、齊藤高志１，２、石川喜久３、
神山崇１，２
1 KEK 物構研、2 J-PARC センター、3 CROSS 東海
近年 J-PARC や SNS、CSNS および ESS といった次世代の加速器中性子源が整備されつつあり、大強度中性子実験を手軽に行えるようになってきた。多結晶試料による回折実験にとって、従来の加速器源や原子炉中性子源に比べて強度と分解能が格段と向上した。得られたデータはデー
タ変換を正しく行うことで以前と同様に Rietveld 法により結晶・磁気構造を行うことができる。J-PARC、MLF の粉末中性子回折装置を用いることで高いクォリティーの TOF データを得られるが、一方で解析の上ではTOF 法特有の非対称性が含まれるプロファイルを考慮することや、異なるディテクターバンクのデータを同時に扱うことも必要になる。
Z-Code プロジェクトのメインである Z-Rietveld は MLF の回折装置に最適化した Rietveld 解析ソフトウェアであり、MLF で標準的に用いられている。結晶構造解析はもとより、複数相・複数プロファイル（角度分散プロファイルや XRD も含む）の解析や、構造モデルを必要としない
Pawley 法を同時に行なうことや、Rietveld 解析後にフーリエや MEM 解析
を連続的に行うことができる。磁気構造解析についても整備されつつあり、実際に BL08 で測定されたデータを解析することができるようになった。また自動解析プログラムについて開発を進めている。今回の発表では Z-Rietveld および Z-Code プロジェクトの現状について紹介する。