239U（装置開発，新技術，ソフトウェア）       ª©¥¡© 

WB.L~x ­¬© «¬
Polarized Neutron Spectrometer POLANO
Y6" ±{j' ±{O ±.p ±[j ±-\/ ±z ? ±&45 ±-8q ±f ¨¤¨cXq±§­ ®¢ ßðàò± S-q± y--/  ¨¤¨ Ç S  - Ç Ë - /  J Ë U v Î Ö Q -  _ i ¿ I  ¿ Å µ Ô­¬© «¬ éïÝØÚãÌ §­ ®¢ Ë-=;åîÞB.`Ê±WB.LqsÊd¿Â>BL~xÖ<¿±W;TÖi¿ÂcBqsÖ|¶¾ÇÖonÇ¿ÅµÔ²¦ :;ÊÃÅRV¿Â<Ï±: ¦:;Ë9 ÆËñx9 Öu¿Â²ÍÂ±K3w+Pk
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240U（装置開発，新技術，ソフトウェア）

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Strength evaluation of aluminum thin-walled cylinder=&(Bs[N!LR@?
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MLF／BL12

HRC におけるソフトウェア環境の開発とその現状
Development of Control and Visualization Programsfor HRC
川名大地 1、左右田稔 1、吉田雅洋 1、池田陽一 1, 3、浅見俊夫 1、杉浦良介 1、
吉沢英樹 1、益田隆嗣 1、羽合孝文 2、井深壮史 2、横尾哲也 2、伊藤晋一 2
1 東大物性研、 2 KEK 物構研、 3 東北大金研

我々は、J-PARC 物質・生命科学実験施設(MLF)の BL12 に設置される高分解能チョッパー分光器 HRC において、ソフトウェア環境として、DAQ ミドルウェア
による測定や周辺機器の制御を行う YUI、ならびにイベントデータのヒストグラ
ム化による可視化表示や解析前処理を行う HANA といった 2 種類のアプリケ
ーションプログラムを導入し、ユーザー実験を通して整備を続けている。これらのソフトウェア環境のユーザー視点での基本的な構成について示すとともに、特徴的な機能やここ最近の整備内容について紹介したい。
今年度は、YUI の改造と新しい機能の追加を中心に進めた。主な改造項目
として、使用する試料環境(SE)機器に応じて、「SE モード」を選択できるようにした。従来は、GM 冷凍機 1 種類のみを想定した作り込みであったため、SE 機器が変わった場合に温度調整器との通信がうまくいかず、復帰に複雑な手順を要していた。そこで、SE モードを導入し、この不具合を解消できるようにした。
また、昨年度に実用段階に入ったオシレーティングコリメーターを制御する機能を追加した。
HANA では、2 次元グラフの表示の際に、単結晶でも粉末（多結晶）でもバナジ
ウムデータによる検出効率の補正が可能である。さらに、ユーザーが退所後でもオフラインで解析作業が可能になるように、配布版の開発を行った。

242U（装置開発，新技術，ソフトウェア）       ¢¡î¡£¤¢¡ ½¬°ÈÛæÔ6h#ÒÔÙá¾b
Development of Pulsed Magnet System
in J-PARC MLF
YfGï¦0Xð¦ tEñ¦ULq(ï¦I2ð¦ ;ð¦3ajò¦Rl'ï¦daòï £¤ ÕéÖë¦ð N&*1KAgk:¦ñ  \Og¦ò N&*\9g
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243U（装置開発，新技術，ソフトウェア）
MLF-BL23

偏極中性子散乱装置 POLANO におけるSEOP 型 3He 核偏極中性子フィルターの開発(2)Development of SEOP type Polarized 3He Filter for
the Polarized Neutron Spectrometer POLANO (2)大河原学 1、猪野隆 2、池田陽一 1、横尾哲也 2、藤田全基 1、伊藤晋一 2、
吉良弘 3、林田洋寿 3、加倉井和久 3、奥隆之 4、酒井健二 4、大山研司 5
1 東北大学金属材料研究所、2 高エネルギー加速器研究機構、
3 総合科学研究機構、4 日本原子力研究開発機構、5 茨城大学
J-PARC・物質生命科学実験施設(MLF)の BL23 に設置されている偏極中性子散乱装置 POLANO では、入射部の偏極子にオンビーム Spin Exchange
Optical Pumping（SEOP）型の 3He 核偏極中性子フィルターが採用されている。
これは他の偏極デバイスと比較して発散角の大きなビームに対応可能であり、広いエネルギー範囲の中性子の偏極が可能であることや、長時間の実験においても中性子偏極率が減衰しない特徴を持つ事が理由である。
SEOP 型中性子偏極スピンフィルターは、3He とアルカリ金属が封入されたガラスセル、セル内の 3He 核スピンの偏極に用いる高出力のレーザー、レー
ザー成形用レンズ等の光学系、セルの温度制御に用いられるオーブンとヒー
ター、セル内の磁場を均一に保つためのコイル、及び、磁気シールドで構成されている。
POLANO では、高い中性子偏極率を保持しつつ、可能な限り小型の SEOP
型スピンフィルターの設計と開発を進めてきた。フィルター用のガラスセルについては、偏極率を飛躍的に向上させる為に、従来の 3He と Rb を封入したセルに、Ｋを加えたハイブリットセル試作し、偏極率等の性能の評価を進めている。
また、セル内の磁場を均一に保つためのコイルに関しては、有限要素法による磁場解析ソフト Femtet（ムラタソフトウェア）
を用いて、巻き数等を最適化した。この他、コイルの磁場を乱さないセル昇温用の電熱線ヒーターの設計等も行った。
発表ではこれまで開発を進めてきた各
部品と、それらを組み立て作製した
POLANO へ導入予定の実機（図１）につ
図 1 POLANO に導入予定の実機の写真。
いて報告する。

244U（装置開発，新技術，ソフトウェア）

中性子粉末回折装置 HERMES の現状―研究用原子炉 JRR-3 の再稼働に向けて
Current status of the powder diffractometer HERMES-toward reoperation of the research reactor JRR-3
南部雄亮 1、大河原学 1、池田陽一 1、鈴木謙介 1、藤田全基 1
1 東北大金研

中性子散乱は物性研究に欠かすことのできない微視的測定手段である。
物性研究においては、その新奇物性、機能発現の機構解明に際して、結晶構
造及び磁気構造の同定が研究の第一義として重要である。通常、強相関電子系などの固体物質の結晶構造・磁気構造は多結晶試料であれば粉末回折計を、単結晶試料であれば四軸回折計を用いて行われる。
東海村にある研究用原子炉 JRR-3 ガイドホールには中性子粉末回折装置
T1-3 HERMES が設置されており、東北大学金属材料研究所が保守・管理を行っている。最近、日本原子力研究開発機構から、2010 年より稼働を停止していた研究用原子炉 JRR-3 の再稼働を平成 30 年 2 月に予定しているとの公式発表があった [1]。我々は、JRR-3 の再稼働後速やかに中性子実験が行えるよう HERMES の健全性の維持に努めている。これまで、電気系統各種の状況確認と装置の制御 PC の OS や制御ソフトウェアの更新を行い、ダミー測定を含めた駆動試験や冷凍機の試運転を進めている。JRR-3 停止期間中に
東日本大震災を経ているが、装置の電気系統には不具合はなく、軽微な通信
エラーとエアパッド用ホースの劣化と、ポンプの動作に不具合が見られた。これらも順次解決してきており、再稼働に向けての体制を着々と整えつつある。
JRR-3 の再稼働後に中性子ビームを受け入れ次第、波長較正および検出器
較正を行い、全国共同利用に供する予定である。
本発表では、JRR-3 の再稼働に向けた粉末回折装置 HERMES の取り組みの現状を概観する。また、中性子粉末回折を用いた結晶構造の Rietveld 解析、
群論的考察に基づいた磁気構造解析の具体的な研究事例について紹介した
い 。 さ ら に は 、 HERMES の 下 流 側 に 現 在 建 設 し て い る 新 た な 回 折 計
HERMES-E について、現在までの準備状況と期待される使用法について議論する。
[1] http://jrr3uo.jaea.go.jp/pdf/topics/20160613.pdf

245U（装置開発，新技術，ソフトウェア）
MLF-BL15

中性子小角･広角散乱装置 BL15(大観)の活動報告
Activity report on the small and wide angle neutron
scattering instrument BL15 (TAIKAN)
森川利明 1、高田慎一 2、大石一城 1、岩瀬裕希 1、河村幸彦 1、
佐原雅恵 1、鈴木淳市 1
1
CROSS、2J-PARC Center
J-PARC MLF の中性子小角･広角散乱装置 BL15（大観）は、広い q 領域を測定できることから、ナノからミクロンスケールの特徴的な構造を持つ金属、磁性体、超伝導体、ソフトマター、生体高分子等の様々な試料の測定に利用されており、そのためユーザーが要望する実験環境も多岐に渡っている。
そうしたユーザーからの要望に応えるべく、BL15 では実験環境の整備、高度化を行ってきている。
BL15 の試料環境機器に関しては、新規に導入した 4T 超伝導マグネット（無冷媒、横磁場、開口角：90°（両側）、トップロード）及びレオメーター（粘弾性測定装置、Anton-Paar 社製 MCR302、二重円筒型石英セル（ギャップ：1mm））のユーザー実験での利用が始まり、成果を出しつつある。また、高精度ガス／
蒸気吸着量測定装置（MicrotracBEL 社製 BELSORP-max、吸着質：N2, H2O,
H2D2 etc.）もビームラインでの利用に向けた準備が進められている。
BL15 の検出器に関しては、3He 検出器の増設を継続して行ってきているが、2016 年度は小角、中角、高角、背面の 4 つの検出器バンクの内、中角バンクの検出器の増設を行った。その結果、これまでよりも更に信頼性の高いデー
タが高効率に得られるようになった。また、2015 年度に導入した超小角検出器（2 次元ホトマルとシンチレーターで構成）では検出特性の評価が完了し、超小角領域（qmin=5×10-4A-1）のユーザー実験での利用に向けて制御ソフトの整備などが進められている。

246U（装置開発，新技術，ソフトウェア）
MLF-BL15

中性子小角・広角散乱装置 BL15(大観)High-q 解析機能の現状
The current capability of the small and wide angle
neutron scattering instrument BL15 (TAIKAN) for
high-q analysis
河村幸彦 1、森川利明 1、高田慎一 2、大石一城 1、岩瀬裕希 1、
佐原雅恵 1、鈴木淳市 1
1
CROSS、2 J-PARC Center
J-PARC MLF の中性子小角・広角散乱装置 BL15（大観）は、3He-PSD 検
出器を備えた小角、中角、高角、背面の 4 つの検出器バンクと超小角検出器（シンチレーション検出器）を有し、広い q 領域で散乱実験を行うことができる。
さらに、非偏極ビームと偏極ビームを選んで実験を行える特徴もある。そのため BL15 は多岐の分野のユーザーに利用されている。我々はこれらのユーザーの要望に応えられるように様々な実験環境の整備を行っている。
BL15 では、小角散乱測定を目的とした実験が多いが、背面バンクを用いると粉末（磁気）構造解析用のデータの測定もできる。Fig.1 は CeO2 の解析パ
ターンである。BL15 では収集データを空蝉で処理し、横軸を一定の q の幅で分割した一次元データを作成する。その後、 横軸を d に変換すればZ-Rietveld で構造解析を行うことができる。幾つかの標準試料（NIST 674b）
で解析を行い、プロファイル関数は Type0m が適していることを確認できた。
背面バンクを用いる散乱実験では、様々な試料環境機器が小角散乱実験と同時利用できるだけでなく、偏極中性子実験も可能である。そのため、BL15は単一サイズの（磁気）構造の解析にのみならず、異なるサイズの（磁気）構造の同時解析のポテンシャルを有する。

Fig.1 BL15 の背面バンクで測定した CeO2 の粉末パターンを Z-Rietveld でパターンフィッティングした結果。

247U（装置開発，新技術，ソフトウェア）a a a a a a a qpnckpega

octjulaqpna '%{x `¢¥©WS wsn  v}
N/¡¤©kyz~zy{}|   mrj CB+5a
Status and output of the broadband µeV higha energy
resolution TOF type Si crystal analyzer
backscattering spectrometer DNA at J-PARC MLF
6Fa V fª`8. gª$U fª3=G hª ;\ hª#Fa : hªIaf
D fªK1<) fªZaª"4a Y hªMa Q haf97 octjulbag Hªah
OJHL97 lusvv 2>aaoctjul §©ªA[¨EJ_-X*@ ªN£ ¦©T kpeg XPª'¢¥©% fdiµ{x `¢¥©WS?C v} N/¡¤©R^! wsn `¢¥©WS  mrj &(CB+5]  ,HL+50«a
現在 DNA 分光器内部の Si アナライザーの配置は，Si111 アナライザー
は設置予定散乱角F =+150°～-30°のDF =180°をすべてカバーして運動量移行量 Q=0.08~1.93[Å-1]の実験に供されている．更に高い運動量移
行量 Qmax~3.8[Å-1]までµeV 分解能で測定を可能にするため, Si311 反射結晶アナライザーの開発・テスト・増設作業を実施している．Si311 アナ
ライザーは現在散乱角F =-90°～-78°のDF =12°をカバーしてテスト実験を実施している．テスト実験から当初の計画通りエネルギー分解能
DE=12µeV ，測定範囲：-150µeV< E<+300µeV の高エネルギー分解能，広帯域エネルギースペクトル測定が実現していることが明らかになった．
現在増設分の Si311 アナライザーを製作中で来年度 H29 年度秋には散乱
角F=-150°～-30°のDF =120°をカバーする予定である．
現在ターゲットのトラブルにより，年度初めから入射陽子線出力 200kW～150kW で共用実験が行われている．生体物質、電池材料などの機能性材
料中のプロトンの運動等を中心に観測し研究成果を上げている．

248U（装置開発，新技術，ソフトウェア）
MLF-BL06,BL16

高位置分解能中性子位置 2 次元検出器（FRP）システムの開発
Development of a 2-Dimensional Neutron Detector(FRP) System with Fine Resolution
佐藤節夫
KEK-中性子
中性子散乱実験に於いて、簡易に高位置分解能が得られる位置 2 次元検出器として、RPMT システムが多くの場合に使用されてきている。しかし、2016
年 3 月で浜松ホトニクスが販売していた RPMT 検出器用光電子増倍管が製造中止になったので、代替検出器として FRP 検出器を開発した。4 個の光電子増倍管（PMT）の FRP4 検出器（浜松ホトニクス社 H13974MOD）と、1 個のFRP1 検出器（H12700 使用の KEK 製）の試験結果を報告する。
FRP4 検出器の検出領域は 7.5cm×7.5cm で、10mm 間隔に約 0.5mm 径の
中性子ビームを照射していった時の直線性誤差は 2mm 程度で、位置分解能は X 軸で 1.26mm、Y 軸で 1.61mm であった。Fig.1 (a)にカドミュウムで作った文字を照射したデータを示す。X 軸と Y 軸それぞれで、つなぎ目で PMT の外皮で4mm も離れるので、またぎ方で特性が大きく変わる。FRP1 検出器の検出領域
は 3.5cm×3.5cm で、5mm 間隔に約 0.5mm 径の中性子ビームを照射していった時の直線性誤差は 0.4mm 程度で、位置分解能は X 軸で 0.83mm、Y 軸で0.89mm であった。つなぎ目がないので良い特性である。Fig.1(b) にカドミュウ
ムで作った文字を照射したデータを示す。

Fig. 1. (a) FRP4 検出器の 2 次元データ(b) FRP1 検出器の 2 次元データ

249U（装置開発，新技術，ソフトウェア）
MLF-BL06

J-PARC MLF BL06 MIEZE 型スピンエコー分光器でのダイナミクス測定に向けたコミッショニング
Commissioning for the measurement of dynamics
at the MIEZE-type spin echo spectrometer
at J-PARC MLF BL06
小田達郎 1，日野正裕 1，遠藤仁 2，山田悟史 2，川端祐司 1，瀬戸秀紀 21 京大原子炉，2 KEK-物構研

J-PARC MLF の中性子ビームライン BL06 には Neutron resonance spinecho (NRSE) と Modulation of intensity with zero effort (MIEZE) と呼ばれる 2
種類の中性子共鳴スピンエコー分光器が建設されている．NRSE 分光器では，従来の中性子スピンエコー法が得意とするソフトマターなどの遅いダイナミク
ス測定を目指して，2 次元回転楕円形ミラー集光による高分解能化の研究開発が進められている．MIEZE 分光器では，MIEZE 法の原理からくる試料環境の自由度や偏極解析を利用した，特徴的なダイナミクス測定を目指したコミッ
ショニングが進められている．
中性子スピンエコー法は，中性子のスピン固有状態間の位相差を利用して，試料で散乱された中性子の速度変化を検出する分光法である．MIEZE 型ス
ピンエコー法では，共鳴スピンフリッパーによって生じたエネルギー差に起因する位相差を利用して，時間に対して振動するスピンエコーシグナルを得る．
試料からの散乱のシグナルコントラスト減少から，試料の中間散乱関数の情報を引き出すことができる．MIEZE 法では中性子の検出時間のばらつきがシ
グナルのコントラストを減少させる一因となるため，試料―検出器間の距離のばらつきを抑える必要がある．このため，高振動数の場合，測定できる試料形
状・サイズが制限されるが，反射率測定や小角散乱の体系ではこの制限は緩和される．そこで，BL06 の MIEZE 分光器では，まず反射率計体系としての整備を行い，いくつかの試料測定を始めている．
発表では，これまでの MIEZE 分光器の整備状況やテスト測定の結果について紹介する．

250U（装置開発，新技術，ソフトウェア）
MLF-BL01

MLF 四季における高温用試料スティックの開発・整備状況
Development of high-temperature sample stick at
BL01 4SEASONS in MLF/J-PARC
石角元志 1、吉良弘 1、中村充孝２、蒲沢和也 1、池内和彦１、飯田一樹１、梶本亮一２、稲村泰弘２、高橋竜太２
１ CROSS 東海、２ J-PARC センター
J-PARC・MLF、チョッパー分光器「四季」は MLF における非弾性中性子散乱装置の 1 台として稼働している。四季は高強度・高効率という特徴を利用して、スピンや格子のダイナミクスを運動量-エネルギー（Q-E）の 4 次元空間にわたって観測することにより酸化物高温超伝導体やその関連物質、磁性体、誘電体など幅広い物質群での実験が行われている。四季での測定時における試料環境としては主に温度を変えた実験が行われることが多い。温度変化の実
験では、GM 冷凍機に取り付けるインサートとして低温用試料スティック(4～300K)、高温用試料スティック(4～600K)、ゴニオ付き試料スティック(4～300K)を整備している。高温用試料スティックではスティック先端に取り付けたヒータ
で室温付近から 600K までの温度制御を可能にしているが、実際にはサンプル缶底の試料位置では 550K 程度までしか昇温できておらずこれまでは問題点であった。この温度差を改善する為に、我々は新たにサンプル缶の底蓋にヒータを追加した。講演では、ヒータ追加前までの状況とヒータ追加前に行った温度計算（シミュレーション）の結果、また安全対策後（安全審査の指摘を受けて行った）に行った昇温試験の詳細について報告する。

251U（装置開発，新技術，ソフトウェア）
MLF-BL21

MLF NOVA におけるオンラインデータ処理システムの現状
Status report of online data processing system for
NOVA at MLF
大下英敏 1、大友季哉 1、池田一貴 1、本田孝志 1、金子直勝 1、瀬谷智洋 1、
鈴谷賢太郎 2、安芳次 3、森山健太郎 4、稲村泰弘 2
1KEK 物構研、2 原研 J-PARC センター、3KEK 素核研、4CROSS 東海
J-PARC MLF の高強度中性子全散乱装置 NOVA では実験状況の把握やデータの統計量を評価するために、オンラインデータ処理システムを整備している。我々の開発したオンラインデータ処理システムは技術要素として、分散メ
ッセージングを用いている。分散メッセージングとは識別子とデータから構成される単純なデータ構造を計算機メモリ上で取り扱うソフトウェアを用いて、複数のプロセス間で処理を分散させることである。図 1 に我々が開発した Redis（レディス）[1]を用いたオンラインモニターの概念図を示す。あるプロセスが計算機メモリ上の Queue（キュー）サーバーに測定データを小サイズのデータとして保存し、別プロセスが Queue サーバーから小サイズのデータを取り出しオンラ
インモニターを実現している。これら 2 つのプロセスは独立性が高いので、互いのプロセスを阻害することなく、安定したデータ収集とヒストグラムのオンラ
イン表示を可能としている。Queue サーバーには例えば試料環境装置から出力された温度データなどを保存することもできるので、検出器データと装置データの相関をオンライン的に示すことも容易である。本講演においては、MLF
NOVA におけるオンラインデータ処理システムの現状について説明するとともに、今後の高度化計画についても述べる。
[1] Web site of Redis, http://redis.io.

図 1 開発したオンラインモニターの概念図
開発したシステムは HDD に保存されたデータをオンライン的に処理している。
検出器において生成されたデータは既存のデータ収集ソフトウェアを用いてHDD に保存されている。

252U（装置開発，新技術，ソフトウェア）
MLF-BL17

J-PARC MLF 偏極中性子反射率計「写楽」のソフトウエアの現状
Analysis and control software of the Polarized
Neutron Reflectometer “SHARAKU” at the J-PARC
ML F
笠井 聡 1、曽山 和彦 2、青木 裕之 2、宮田 登 1、阿久津 和宏 1、花島 隆泰 1、
鈴木 淳市 1
１ CROSS 中性子科学センター、２ 原子力機構 J-PARC センター
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。2016 年度、我々は、写楽の大きな特徴である偏極中性子反射率計測の制御方式と解析機能に関して主に２点の開発を行った。
１点目の制御方式の開発として、偏極関係の制御方式を、従来の IROHA
フレームワークを利用したソフトウエア制御から、単独でも動作可能な PLC 制
御へ移行させた。従来の IROHA フレームワークによる偏極機構に対する極性の制御と切り替えは、デバイス制御のインターフェースの一つである GP-IB にて行っていたが、この制御方式は、数秒の時間間隔で切り替えをする制御には、時間間隔の変動が大きく十分な精度が得られない。これに対し、2015 年
度以降、電磁石制御等の他デバイスを含め、PLC 制御に順次切り替えを進め、
デバイス制御の精度を向上させている。
２ 点 目 の 解 析 機 能 の 開 発 と し て 、 ２ 次 元 検 出 器 （ MWPC ： Multi Wire
Proportional Counter）のコミッショニングに合せて、各種の解析ソフトの機能充実を図った。従来、写楽で利用していた解析ソフトは、０次元検出器を中心としたスタンドアロンで動くものであったが、既存の解析ライブラリィも活用できるように、MLF で多く用いられている Manyo-lib/空蝉のフレームワークを用いた偏極反射率解析ソフトを新規開発した。さらに、MWPC 用のディテクターマッ
プ、ヒストグラム、および２次元偏極反射率解析ソフトを開発した。また、MWPC を用いた非鏡面反射率解析機能等の開発も継続して行っている。次年度以降も各機器のコミッショニングと並行しながら、解析機能の充実を図る予定である。
発表では、上記２点の性能向上とソフトウエア開発の現状について説明する。また、次年度以降の高度化計画についても触れる。

253U（装置開発，新技術，ソフトウェア）fe`Ufe` NH(5- bjha]Y ¡§®¯¸²U
IROHA2 Device Module for Common Sample
Environment Device in MLF
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254U
（装置開発，新技術，ソフトウェア）
MLF-BL01「空蟬」における単結晶試料の非弾性散乱連続回転測定“Utsusemi” and the inelastic neutron scattering
measurement of a single crystal sample under thecontinuous rotation
稲村泰弘 1, 中谷健 1, 伊藤崇芳 2, 梶本亮一 1, 中村充孝 1, 鈴木次郎 3
1. J-PARC センター, 2. CROSS 中性子科学センター, 3. KEK
単結晶試料の 3 次元逆格子空間（運動量空間）上のエネルギー励起現象は4 次元空間の強度として測定されるが、その際に測定できる領域は装置の検出器配置と入射エネルギー、および試料の方位によって制限を受ける。よって、より広い 4 次元空間を観測する場合、試料の方位を変化させて多数の測定を行い、それらを一つのデータに統合させるという手法が用いられる。この手法
は近年非弾性散乱実験における一つのトレンドとして MLF の非弾性散乱装置でも実施される比重が高くなっている。しかし従来の手法では、試料の方位ごとに測定を行うため測定数やデータ数も非常に多く、目的とする領域を正しく測定できているかの判断はある程度測定を進めてから解析しないと難しいた
め、測定の即応性や柔軟性に欠ける状態であった。
これら測定解析手法の構造的欠陥を克服するためには、試料を連続的に回転させ中性子データをイベントデータで測定し、そのデータをほぼリアルタイムに解析し可視化する必要がある。「空蟬」ではこの測定・可視化を実現するための高度化を進めてきた。定期的にイベントデータファイルをスキャンしイベン
トデータの差分のみを解析可視化する、いわゆる擬似的オンラインモニター機
能を高度化し、解析段階で角度情報により中性子分別（フィルタリング）と非弾性散乱解析を行えるようにした。結果として定期的（30 秒に 1 回程度）な差分解析により、連続回転測定中のデータの解析・可視化がほぼリアルタイムに可能となった（図 1）。BL01 ではすでにユーザーへの提供を開始している。

図１ 連続回転測定のリアルタイム可視化ソフトウェアインターフェース

255U（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 における計算環境整備
Development of the computing environment for theSingle Crystal Diffractometer SENJU
森山健太郎 1、中谷健 2、中尾朗子 1、宗像孝司 1、茂吉武人 1、大原高志 2、鬼柳亮嗣 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の円滑な遂行と実験データの効率的な管理を目的とした計算環境の整備を進めている。今年度は、実験データベース及び統合監視システムの導入を行った。
(1) 実験データベースの導入
実験データベースは、MLF 計算環境が整備を進めているデータ管理及びデータアクセスのサービス提供を目的とした統合的なデータ管理システ
ムである。本システムは装置制御ソフトウェアフレームワーク IROHA2 が生成した測定ログを収集し、実験データをカタログ化する。また、データ収集システム(DAQ)が生成した測定 RAW データを MLF 共通ストレージに転送し一元的に管理する。実験ユーザーは本システムが提供する Web イン
タフェースを利用して実験データの検索・ダウンロード、測定ログの閲覧等が可能である。BL18 では現在、実験データベース用いて実験データのカタログ化と測定 RAW データの一元管理を進めている。
(2) 統合監視システムの導入
多数の計算機システムで構成される実験環境では、システム障害が発生すると実験遂行が困難になり貴重なマシンタイムが失われることになる。
したがってシステムの障害を未然に防止し、障害が発生した場合には迅
速な発見と対応が求められる。そこで BL18 では、MLF 計算環境が整備を進めている統合監視システムを導入した。本システムは各種計算機シス
テムの稼働状況を自動で監視し、障害発生時にはアラートを生成する。これによりシステム障害の早期発見・早期対応が可能となった。
本発表では、BL18（SENJU）における実験データベース及び総合監視システ
ムの現状と今後の整備計画について報告する。

256U（装置開発，新技術，ソフトウェア）µ´±£®´¦¨G4Āóú÷þċÿąđ/+ ­µ­º°¸­¹å §¥¦© ;>
A Cold-Neutron Disk-Chopper Spectrometer
AMATERA in JFY2016
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図 1 AMATERASåýôăĊ÷úÔíg[!häïçá<Ònsáå!häØðàÖàÒïÏ§¥¦© ;>äÓÒàæ|å Î§¥¦ª ; § Ue-Î §¥ Î²­°­ ĈĎùö÷ā ¨
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259U
（装置開発，新技術，ソフトウェア）       °¯ª¡sd*¾°¯ª¡§¯¢¢óčðĂôēĆøífÂÒ °¯ª sd*ÚG~
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260U（装置開発，新技術，ソフトウェア）

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Development of neutron pixel detector=[0;nm°ÁÆ³É`GJ54n>\4aHGJ+n )HGJKnn owyn|n xqv B ÄÆ½Ã´»Æ3 ®dD«xqv ¢)ºÃÈ°·É:®B $)¡°ÁÆ³É WO ¨<!O°ÁÆ³É WOf¬«m°ÁÆ³É WO
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261U
（装置開発，新技術，ソフトウェア）
MLF-BL01

MLF-BL01 チョッパー分光器「四季」
Status Report of the Chopper Spectrometer
4SEASONS in MLF
梶本亮一 1、中村充孝 1、稲村泰弘 1、蒲沢和也 2、池内和彦 2、飯田一樹 2、
石角元志 2、村井直樹 1、中谷健 1、久保直也 1、神原理 1
1 J-PARC センター、2 CROSS 東海
本発表では、J-PARC・MLF に設置されているチョッパー型非弾性散乱装置「四季」[1]の最近の装置整備状況、利用状況、研究成果について報告する。
四季のカバーするエネルギー領域と運動領域はそれぞれおよそ 10−1~102
meV，10−1~101 Å−1 であり、MLF 非弾性中性子散乱装置がカバーするエネル
ギー・運動量領域の中でも中程の領域を占める[2]。現在も性能および操作性・安全性のさらなる向上を目指して装置の高度化が続けられており、最近では特に試料環境やデータ解析環境の高度化が図られた。一方、利用状況を見ると、2016 年度は MLF の運転日数の制約から競争率が上昇したものの、その時期を除くと、ここ数年一般課題の競争率は 2 倍前後となっている。特に最近は海外からの申請が占める割合が高くなっている。課題の多くは強相
関・磁性分野であり、2016 年には鉄系超伝導等の研究成果が生まれた[3-8]。
[1] R. Kajimoto et al., J. Phys. Soc. Jpn. 80, SB028 (2011).
[2] H. Seto et al., Biochimica et Biophysica Acta 1861, 3651 (2017).
[3] M. Ruminy et al., Phys. Rev. B 93, 214308 (2016).
[4] Q. Wang et al., Nat. Commun. 7, 12182 (2016).
[5] M. Ruminy et al., Phys. Rev. B 94, 024430 (2016).
[6] T. Okuda et al., J. Phys. Soc. Jpn. 85, 094717 (2016).
[7] D. Hu et al., Phys. Rev. B 94, 094504 (2016).
[8] K. Horigane et al., Sci. Rep. 6, 33303 (2016).

262U
（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

MLF における中性子分光器
The Neutron Spectrometers in MLF
梶本亮一 1,2、横尾哲也 1,3、中村充孝 1,2、柴田薫 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 では現在 21 台の中性子実験装置が稼働または整備中であるが、そのうち 6 台が非弾性・準弾性散乱装置で占められている。すなわち、直接配置チョッパー型分光器の BL01 四季、BL12 HRC、BL14 アマテラス、および、逆転配置背面反射型分光器の BL02 DNA が稼働中であり、すでに多くの研究成果が生まれている。さらにスピンエコー分光器 BL06 VIN ROSE がコミッショニング中、偏極チョッパー分光器 BL23 POLANO が整備中である[1]。これら特徴の異なる装置の組み合わせによって、MLF では固体物理、非晶質、液体、ソフトマター、生体物質から工業材料まで幅広いダイナミクス研
究が可能になる（図 1）。本発表ではこれら MLF の中性子分光器群の特徴と目指すサイエンスを概説する。

図 1. MLF の中性子分光器によって測定可能な運動量-エネルギー領域 [1]。
[1] H. Seto et al., Biochimica et Biophysica Acta 1861, 3651 (2017).

263U
（装置開発，新技術，ソフトウェア）
PF リング / PF-AR

超高速ダイナミクスワーキンググループ 2016 年度活動報告
Ultrafast dynamics WG 2016Fy
足立純一・山本樹・足立伸一・雨宮健太・岸本俊二・中尾裕則・野澤俊介・
小菅隆・豊島章雄・菊地貴司・丹羽尉博・田中宏和・
一柳光平・深谷亮・春木理恵・福本恵紀
KEK PF
超高速ダイナミクスワーキンググループ (WG) は、次世代光源で実現されるフェムト秒領域での超高速ダイナミクス実験のための技術基盤を整備することを目標としている。そして、超高速実験に要求される技術要素の開発途上の過程で、PF リングおよび PF-AR において、放射光のパルス性を活用した実証実験を推進している。現在 WG として、レーザーpump - 放射光 probe 実
験のための基盤整備、パルスセレクター開発、極短周期アンジュレータ開発、
ハイブリッドモード運転活用のための検出システム開発に取り組んでいる。
これまで取り組んできた時間分解計測実験において、2 つの実験でデータが得られ始めたことを紹介する。1 つは、PF スタッフ R&D ビームライン
BL-19B において取り組んできたレーザーpump – 放射光 probe による時間
分解軟 X 線共鳴散乱実験であり、もう 1 つは、広島大中島准教授に協力して行った BL-9A での電場印加下誘電体の時間分解 X 線吸収分光実験である。また、PF リングハイブリッドモード運転用のパルスセレクターの運用および開発状況について報告する。
WG では時間分解実験を活用していただくため、他大学・他機関との共同研
究を積極的に進める方針である。ポスターでは、時間分解実験で準備している装置 { 軟 X 線パルスセレクター・ピコ秒 Nd:YAG レーザー・時間ゲート機能付き軟 X 線 SDD・高繰返し高電圧パルス電源 } について仕様も紹介する。実
現可能な実験について議論し、WG との共同研究も検討いただきたい。

264U（装置開発，新技術，ソフトウェア）
BL-16/BL-19 など

KEK-PF ハイブリット運転用の光パルスセレクターの開発 5
Development of pulse selector for Hybrid mode of
KEK-PF 5
田中宏和、小菅隆、足立純一
KEK PF
以前より開発している動的実験用の KEK-PF ハイブリット運転用の光パルスセレクターについて、安定に運用を続けている 1
号機、2 号機に加え、課題である
広開口、高真空をめざした磁気軸受型の 3 号機を開発している。 図 1 KEK-PF のハイブリッドモードの電子フィルパターン(左)と発光パターン
KEK-PF では、時分割実験に適したパルス特性を有したまま、時間平均光量を増やすハイブリッド運転(HB モード)が行われている。HB モードは、PF リングのフィリングパターンを 50mA の孤立バンチと比較的高密度なバンチトレインとで合計 450mA のリングカレントとするものである(図 1)。孤立バンチ部ではシングルバンチと同じパルス幅約100ps の光が得られる。
この運転モードでは時分割実験を行うためには、孤立バンチによる事象のみを取り出す必要がある。パルスセレクターは、機械的に光を選択する装置である。1 号機 2 号機で採用されている精密空気軸受と比較して、3 号機で採用した磁気軸受は、真空中に完全に浮いているため理想的な真空断熱になり温度
図 2 MB 運転時の光透過。開口上昇により材料強度が低下して破損した。そ時間はほぼ 360ns であるの対策を行い性能評価を行いつつある。その状況を発表する。

265U（装置開発，新技術，ソフトウェア）

U217

光電子増倍管を用いた微弱光の絶対応答度評価法の開発
Development of absolute optical responsivity
evaluation method of the extremely low power lightwith photomultiplier tube
田辺稔１、丹羽一樹１、木下健一１
１ 国立研究開発法人産業技術総合研究所

光電子増倍管（Photomultiplier tube : PMT）は、熱型や他の光電型の光検出器と比較して単一光子レベルまで低ノイズに検出可能、高速動作可能な点で優れており、高エネルギー物理学や宇宙天文学などの研究分野、分光分析
や環境測定などの民生機器など幅広く使用されている。ところが、PMT は、応答が直線的な範囲で使用されるか、直線であるという仮定の元で使用されている。そのような場合では、PMT に入射させる光パワーの領域が限定されることや直線からのずれによる高精度計測が不可能といった問題が発生する。
PMT を用いた広い光パワーでの微弱光測定は、高エネルギー物理学などの分野では重要な基盤技術である。そこで、本研究では、PMT の応答非直線性の高精度測定し、その結果を用いてフォトンカウンティングレベルの光パワー
からピコワットの光パワーに対する絶対応答度評価技術の開発を実施し、PMT の絶対応答度を数パーセントの高精度で導出する手法を確立したので報告する。