234U（装置開発，新技術，ソフトウェア）
PF/BL-11A

超伝導検出器を用いたＸ線吸収分光装置の高度化
Development of fluorescence yield X-ray absorption
spectroscopy utilizing superconducting detector
志岐成友 1, 藤井剛 1,浮辺雅宏 1,北島義典 2,大久保雅隆 1（1.産総研, 2.KEK）
我々は、微量軽元素の局所構造解析を実現することを目的として、超伝導検出器を用いた蛍光収量法によるＸ線吸収分光装置を開発し、既に運用を開始している。上記分光装置で使用する１００素子超伝導トンネル接合アレイ検出器では、有感面積 1mm2、エネルギー分解能 12 eV FWHM @ 392 eV、計数
率 500 kcps @分解能 20eV を実現している[1]。また、利用可能なビームライン
は BL-11A, 11B, 13A, 16A である。これまでに、微量成分の吸収スペクトル測
定としては、SiC 中の窒素ドーパント（300ppm）の分析を実施した [2]。
本年度は、次の３つのテーマ (1) 検出器のエネルギー分解能評価、(2)微量軽元素を含む複数の試料の蛍光収量ＸＡＦＳ測定、(3) 素子面積を 4 倍とした検出素子の評価、を行った。ポスターでは主に(2)、(3)について報告する。
検出器のエネルギー分解能評価は、超伝導検出器に放射光を直接照射して実施した[3]。エネルギー分解能は 400eV のエックス線に対し最良の検出素子で 6eV FWHM である。アレイ全体で分解能の分布は 6.7 ± 1.0 eV FWHMである。これまでエネルギー分解能は 12 eV FWHM と報告してきたが、これは、使用した特性Ｘ線の線幅の広がりによる影響と考えられる。
微量軽元素を含む試料のＸ線吸収分光実験は、産業利用課題で、GaN 中の Mg ドーパントの XANES 測定を実現し、さらに耐熱鋼中の微量窒素(80-300ppm), 微量ホウ素(140ppm)の吸収スペクトル測定にも成功した。
素子面積を 4 倍とした検出器は、素子作製は産総研 CRAVITY(Clean Room
for Analog & digital superconductiVITY)に於いて実施した。１素子サイズを 200
ミクロン角で、従来の 100 ミクロン角に比べ 4 倍とした。検出器評価は、PF 準備棟で実施した。歩留まりはおよそ半分、エネルギー分解能は C-K 線に対して 15-20eV FWHM であった。エネルギー分解能は１００ミクロン角の素子と比べてやや悪いが、半導体検出器と比べ十分高い。今後、製造歩留まりの改善、及び素子数増大により、100ppm 以下の微量系元素の分析を実現する。
[1] S. Shiki et. al, J. Low Temp. Phys. 167, pp 748-753 (2012)[2] M. Ohkubo et. al, Scientific reports 2, 831 (2012)[3] G. Fujii et. al., “X-ray energy resolution improvement of superconducting
tunnel junctions by new layer structures”, Journal of Low Temperature
Physics, accepted.

235U（装置開発，新技術，ソフトウェア）
MLF-BL06

J-PARC/MLF BL06 “VIN ROSE” における TOF-MIEZE 型
スピンエコー分光法の諸特性の実証実験
Experimental Study on Characteristics of
TOF-MIEZE type Spin Echo Spectroscopy
小田達郎１、日野正裕２、遠藤仁 3、山田悟史 3、川端祐司２、瀬戸秀紀 3１ 京大工、２ 京大原子炉、３ KEK-物構研
J-PARC/MLF BL06 中 性 子 共 鳴ス ピン エ コー分 光 器 群 “VIN ROSE”(Village of neutron spin echo spectrometers) は NRSE (Neutron resonancespin echo) および MIEZE (Modulated intensity by zero effort) と呼ばれる 2 種類の共鳴型中性子スピンエコー分光器からなる．そのうち MIEZE 型スピンエコー装置では，スピン解析や試料環境の自由度を活かした，これまでになかったスピンエコー法による非弾性散乱測定の発展が期待されている．
パルス源においては飛行時間（TOF）法によって，定常源からの準単色ビー
ムを用いたスピンエコー装置よりはるかに高い波長分解能でデータが得られる ． こ の た め 飛 行 時 間 法 と 組 み 合 わ せ た MIEZE 型 ス ピ ン エ コ ー 法（TOF-MIEZE 法）のエコーシグナルのコントラストは，機器配置に起因するエコー条件（MIEZE 条件）のずれに対してロバストとなる．そして MIEZE 法のエコーシグナルは時間に対して振動するため，同じく時間を変数として波長弁別する TOF 法と組み合わせたとき，MIEZE 条件のずれの影響はシグナルの実効振動数のシフトとして現れる．これらの事実は装置調整上非常に便利である
だけでなく，長期の本格的な物性測定においても利点となり得る TOF-MIEZE
分光法の特徴である．今回 MLF BL06 の MIEZE ポートにおいてこれらの特徴を定量的に検証する実験を行ったので，その結果を紹介する．

Fig 1： 実効振動数 200 kHz の TOF-MIEZE シグナル全体と一部の拡大図

236U（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 の建設状況 その３
Recent Progress on Polarizaed Neutron
Spectrometer POLANO 3
横尾哲也 1,2、南部雄亮 3、伊藤晋一 1,2、藤田全基 3、金子直勝 1,2、菅井征二 1,2、
大河原学 3
1KEK-物構研、2J-PARC センター、3 東北大-金研
KEK と 東 北 大 と の 大 学 連 携 の 枠 組 み を 最 大 限 活 用 し 推 進 し て い る
POLANO プロジェクトは J-PARC の大強度パルス中性子源に、偏極中性子散乱研究に特化した非弾性散乱装置を建設し、偏極度解析を利用した物性研究を行うことを目的としている。H24 年度より開始された建設は H26 年度に入って本格化し、今年度の工事で主要部分の製作・設置工事は終了した。今後、初ビーム受け入れを目指し残工事を完了させ、コミッショニングを経て学術研究に向けたビーム利用を進めてゆく。一方で、パルス（TOF）における偏極中性子技術は世界的に見ても現在発展途上にあり、多くの重要な技術開発が必要である。我々はそれら技術開発にも注力し、特にチョッパー技術、SEOPや DNP といったスピン偏極技術、スピンフリッパーなど磁場環境技術を中心にして開発を推進し、国際競争に対抗できる装置を目指している。講演ではビーム受け入れを目前に控えて、これまでの建設状況や機器・技術開発の現状と進捗状況を報告し、これからの予定と目指すサイエンスについて議論する。

237U（装置開発，新技術，ソフトウェア） ¬ ¬ ¬ ¬ ¬ ¬ ¼¸°¶º±´µ¬a¥Nd3èÞìèC£q¬
Technical study for observing squared wave
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âÝñÍ¬238U（装置開発，新技術，ソフトウェア）
MLF-BL02

J-PARC/MLF 広帯域μeV 分解能 TOF 型 Si 結晶アナライ
ザーBackscattering 分光器 DNA の性能向上
Performance improvements of the broadband µeVhigh energy resolution TOF type Si crystal analyzer
backscattering spectrometer DNA at J-PARC/MLF
柴田 薫 1，高橋伸明 2，川北至信 1，松浦直人 3，富永大輝 3，山田 武 3，神原理 1，稲村泰弘 1，中谷 健 1，小林 誠 3，笠井 聡 3
1
原子力機構 J-PARC, 2 京大化研，
3
総合科学研究機構 CROSS 東海
J-PARC センター，物質・生命科学実験施設に設置され 1.6µeV 以下の高エネルギー分解能を実現した Si 結晶アナライザー背面反射 TOF 型高エネルギ
ー分解能分光器 DNA は以下の 2 点について開発を行い他施設の同型の分光器にない性能を発揮して新たな研究成果を上げている．
第 1 番目として，広帯域に亘るµeV 分解の非弾性散乱測定のためパルス整形チョッパーの複数スリットを利用した同時多重入射バンドを用いる測定方法の開発を行った．結合型線源から DNA 分光器へ中性子を輸送するビームライ
ンの最上流部に設置されている No.1 パルス整形チョッパーで入射パルス幅を狭くすること（210µsec→12µsec）で高エネルギー分解能を達成している．一方，一回のパルス整形により入射するエネルギー幅は限定される．そのため No.1
チョッパーのスリット開口時間のタイミングを調整して複数回の測定により入射エネルギー幅を広げることで広帯域エネルギースペクトル測定が可能になる．複数回の測定結果を 1 つの広帯域に亘るスペクトルに取りまとめる解析ソフトを開発してコミッショニング測定および共用実験で使用されている．
第 2 番目として，現在 Si111 反射結晶アナライザー結晶を設置して共用
実 験 (Qmax~1.93[ Å -1]) に 供 さ れ て い る が 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, Si3111 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． 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Φ=+150°～-30°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．一方，Si311 アナライザーは現在散乱角Φ =-90°～-78°の∆Φ =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∆E=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 Si311 アナライザーを増設中で
今年 H28 年度秋には散乱角Φ=-114°～-66°の∆Φ =48°をカバーする予定である．更に次年度以降も増設を計画している．

㻞㻟㻥㼁䠄⿦⨨㛤Ⓨ䠈᪂ᢏ⾡䠈䝋䝣䝖䜴䜵䜰䠅MLF-BL15

MLF 中性子小角・広角散乱装置 BL15(大観)の
実験環境整備Development of the experimental environment forthe 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 東海、2 J-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。
BL15 では、その要望に応えるべく実験環境の整備を行ってきている。
(1) 試料環境機器の拡充
BL15 では、金属、磁性体、超伝導体等のハードマター試料用に 0.2 T 空
芯マグネット、10 T 超伝導マグネットを有しており、また、他 BL と共用の 1 T
マグネット、7 T 超伝導マグネットも使用できる。更にこれらのマグネットは、
BL15 の 4 K 冷凍機やレーザー加熱装置と組み合わせることにより、低温、もしくは高温での磁場中測定にも使用できる。現在、4 T 横磁場超伝導マグ
ネットも導入し、立上げ・整備中である。
また、ソフトマター、生体高分子試料用に、試料交換機、引張試験機を有するが、今後、レオメーター、高精度ガス/蒸気吸着量測定装置の導入も計画しており、更なる試料環境機器の拡充を行う予定である。
(2) ビーム光学機器の整備
集光ビームを用いたより小さい q 領域での測定に向け、中性子ビームの偏極・集光用に四極磁石と六極磁石をビームライン上流に導入した。現在、これらの磁石と一緒に使用するガイドコイル、スピンフリッパーの調整、整備を進めている。
(3) 検出器の増設
BL15 には、3He 検出器を備えた小角、中角、高角、背面の 4 つの検出器
バンクがあるが、これらの検出器バンクへの検出器の増設を継続して行っている。小角バンクへの検出器の増設はほぼ完了したので、今後は中角バンクの検出器の増設を行っていく。また、超小角検出器(2 次元ホトマルとシンチレーターで構成)を導入し、検出特性の評価実験も行っている。

240U（装置開発，新技術，ソフトウェア） © © © © © À¼À«Ã½«¹Á±º©

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Application of a two-dimensional multi-element
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Experiments
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241U（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
Development of SEOP type polarized 3He filter forthe polarized neutron spectrometer POLANO
大河原学 1、猪野隆 2、南部雄亮 1、横尾哲也 2、藤田全基 1、伊藤晋一 2、
大山研司 3、吉良弘 4、林田洋寿 4、奥隆之 5、酒井健二 5、加倉井和久 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 茨城大学、4 総合科学研究機構、5 日本原子力研究開発機構
J-PARC、物質生命科学実験施設(MLF)の BL23 で建設が進められている
偏極中性子散乱装置 POLANO では、入射部の偏極子に 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が理由である。
この 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 の核スピンの偏極に用いられる高出力のレー
ザー、レーザーの成形に用いられるレンズ等の光学系、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と磁気シールドで構成されている。
POLANO では小型化、高性能化を目的に装置を構成する各コンポーネントの開発を行ってきた。特にフィルター用のガラスセルについては、3He、Rb、Kを封入したハイブリットセルについて開発を行っている。SEOP ではレーザー照射によりセル内のアルカリ金属の電子スピンを偏極し、そのスピンが 3He の核スピンに移行することで 3He の偏極を行う。従来の 3He、Rb を封入したセルの場合、Rb-Rb 散乱による偏極ロスが大きいため、レーザーパワーのほとんど
は Rb の偏極を補うために費やされているが、K を加えたハイブリッドセルでは
K-K 散乱による偏極ロスは Rb に比べ極めて小さい
ため、偏極効率が飛躍的に向上する。現在ハイブリットセルの試作品を複数作製し(図１ ハイブリットセ
ル試作品)、性能の評価を進めている段階で、今後は POLANO への最適化を行い、実機への導入を目指している。
発表ではこれらの技術開発を含めた POLANO における SEOP 型偏極中性子フィルターの開発状況について報告を行う。
図 1 ハイブリットセル試作品

242U（装置開発，新技術，ソフトウェア）       ¬«§¤«  ¡ ¢  ©¸ B+ï÷ÿøåýòāmÛhdÖ ?Û l
Current status and future plan of a 3He spin filter
development* Ä  Ä; , ÄaqO ÄwX4 Äpb Ä$ Ä!|< ÄSk]1 ÄT5,[ ÄP_7 Äe Ä)Z
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243U（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 in situ 光照射冷凍機の開発
Development of a Cryostat for in situ Photo
Crystallography on a Single Crystal Diffractometer
SENJU
大原高志 1、花島隆泰 2、宗像孝司 2、茂吉武人 2、鬼柳亮嗣 1、中尾朗子 2、黒田哲也 2
1 原子力機構 J-PARC センター、2 総合科学研究機構
光照射によって誘起される発光や磁化といった固体物性は、様々な光学デバイスの開発に直結することから、これまで数多くの研究が行われてきた。近年、光機能性有機材料開発の進展に伴い、より複雑な構造を持つ物質の光誘起現象が研究対象となりつつある。このような光誘起現象に対し、試料に insitu で光照射を行いながらの単結晶中性子構造解析が実現できれば、分子中の水素原子の観察による光誘起化学種の特定や結晶中の磁気秩序の観
察による光磁気現象の解明が可能となる。従来の中性子施設では必要となる
試料結晶のサイズが大きく、試料内部まで光が届かないため、このような光誘起化学種の単結晶中性子構造解析はほとんど不可能であったが、J-PARC・MLF の BL18 に設置された単結晶中性子回折計 SENJU では 0.1mm3 以下の試料結晶での構造解析が可能なことから、in situ 光照射を用いた構造解析の実用化が期待される。
そこで本研究では、SENJU において in situ 光照射下での構造解析を低温環境下で実現するためのクローズドサイクル冷凍機の開発を行った。この冷凍機ではキセノン光源(朝日分光製 MAX-303)からの光は真空フィードスルー
付きライトガイドを通って真空槽内の試料に照射される。試料はピエゾ回転子によって 2 軸で回転できるため、構造解析に必要な回折点のほとんどを測定することが可能である。また、試料近傍のライトガイド先端部はスーパーインシュレーターで断熱し、ライトガイドを介した熱の流入を抑えた。試料位置の温度は光源 OFF で 8K なのに対し、400nm のバンドパスフィルター付きでの光照射
で 11K、420nm のロングカットフィルター付きで 18K、フィルターなしでの光照射
で 66K となった。本冷凍機を用いることで、光照射によるプロトン移動で生じた準安定化学種のクライオトラップによる構造解析や、低温下で起こる光誘起ス
ピン転移に伴う磁気構造の変化の追跡が可能になると期待される。

244U（装置開発，新技術，ソフトウェア）

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J-PARC MLF £   ­ Ã Ï » ) T  ¹ » À Ê ¤ r N w
Development of Pulse Magnet System in J-PARC
MLF
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245U（装置開発，新技術，ソフトウェア）
MLF-BL01

J-PARC チョッパー分光器四季におけるフェルミチョッパーの高度化
Upgraded Fermi Chopper of the chopper
spectrometer 4SEASONS at J-PARC
中村充孝１、梶本亮一１、稲村泰弘１、青山和弘１、神原理１、川上一弘１、
久保直也１、蒲沢和也２、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
J-PARC 物質・生命科学実験施設では、複数台のチョッパー分光器がユーザー実験に供されており、多岐に亘る研究分野において中性子非弾性散乱実験が行われている。なかでも、BL01 四季は大強度型の減速材（カップルドモデレータ）を見込み、ビームの単色化にフェルミチョッパーを採用した分光器であり、熱中性子領域における性能を最大化するよう設計されている[1]。
四季では 2008 年から 2014 年まで米国 SNS から借用したフェルミチョッパーを使用していたが、このたび、スリット部の設計を見直した新しいフェルミチョッ
パーを製作し、2015 年 3 月から運用を開始した。同一条件下で旧型のフェルミ
チョッパーと強度を比較すると、低エネルギー領域において数十倍にも及ぶ強度ゲインを達成することに成功した。本発表では、新型フェルミチョッパーの仕様や設計に関する詳細や測定例について報告する。
[1] R. Kajimoto et al., J. Phys. Soc. Jpn. 80, SB028 (2011).

図： 四季で測定された石英ガラスの動的構造因子スペクトル。両者の測定条
件は同一である。

246U（装置開発，新技術，ソフトウェア）

 E E E E E E TSPFMSIJE

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Estimations of magnetic fields for polarized neutron
spectrometer POLANOE Â " "·x "ÙA K"~Ï°t "
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7ÔÅ)*+956%D#¦7*D#E
70

V-GUideFan Shape Guide

Helmhortz (V)60

B parpendicular /G

50
40
30
20
10

0
-20

Vertical: Centr (178mm)
Horizontal;: Centre

0

20

Obs
Calc

40

60

Position /cm

80

100

120

247U
（装置開発，新技術，ソフトウェア）
MLF-BL18

特殊環境中性子単結晶構造解析装置 SENJU の性能
Performance of single-crystal neutron diffractometer,
SENJU, at J-PARC
鬼柳亮嗣１、大原高志１、中尾朗子２、花島隆泰２、宗像孝司２、茂吉武人２、黒田哲也２、田村格良１、及川健一１、金子耕士１、川崎卓郎１１ 日本原子力研究開発機構 J-PARC センター
２ 総合科学研究機構（CROSS 東海）
J-PARC・MLF の BL18 に設置された TOF-Laue 型単結晶中性子回折装置
SENJU は、2012 年にビームを受け入れ始め、現在共用装置としてユーザー実験が行なわれている。本装置は、無機物や低分子性物質、磁性体等を主な対象とし、特殊環境下（低温、磁場、圧力等）での精密な構造解析（結晶・磁気）を目的として開発された。特に、MLF の特徴である大強度の中性子を利用した微小単結晶（0.1mm3）での測定や（1MW 時）、白色中性子と多数の２次元検出器を活かした、広い逆空間の効率的な測定を行うことが可能である。
主要な試料環境装置である４K 冷凍機は、コールドヘッド下部に低温で駆動可能な 2 軸ゴニオメータを持っており、冷凍機本体を動かすことなく、また試料を取り出すことなく、低温下で試料を回転し方位を変更することができる。最大
7T の磁場を発生することのできる超電導マグネットでは、磁気散乱の測定に重要となる低波数領域（長波長領域：4.6Å〜8.8Å）にマグネット由来となるブラッグ反射が存在せず、また希釈冷凍機との組み合わせにより約 40mK までの冷却も可能である。
測定されたデータに対しては、独自に開発された解析ソフトウェア
STARGazer を用いて可視化（実空間、逆空間）、方位決定、積分強度計算を行い、得られる指数と構造因子から外部ソフトを用いて構造解析を行っている。
発表では、現在開発やコミッショニングを行っているその他の試料環境装置
や実際のデータを用いて解析の現状を紹介する。

SENJU で観測される単結晶 TOF-Laue パターン（試料：12CaO•7Al2O3）

248U
（装置開発，新技術，ソフトウェア）
MLF-BL01

チョッパー型中性子非弾性散乱装置「四季」の現状について
Current status of the chopper-type neutron
spectrometer 4SEASONS
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、中島健次 1、河村聖子 1、中谷健 1、神原理 1、久保直也 1、
青山和弘 1、川上一弘 1、山内康弘 1、細谷倫紀 1、相澤一也 1、桐山幸治 2
1 J-PARC センター、2 CROSS 東海
四季は J-PARC・MLF に設置されている 4 台のチョッパー分光器の 1 つである[1]。そ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 の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]。共用ビームラインの 1台としてユーザー利用に供され、超伝導体、磁性体，誘電体，触媒，熱電材料
等さまざまな物質の研究に用いられているが、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いる。本発表では、新しい単色化チョッパーの導入、検出器増設、データ収集・解析環境の更新、分解能計算の試み等、最近四季で行われたアップデートの状況について報告する。
[1] R. Kajimoto et al., J. Phys. Soc. Jpn. 80, SB028 (2011).
[2] H. Seto et al., BBA – General Subjects, submitted.

249U（装置開発，新技術，ソフトウェア）
MLF-BL01,BL02,BL11,BL14,BL15,BL19

MLF の中性子データ処理環境「空蝉」の高度化と現状
The current status of the data reduction software‘Utsusemi’ in MLF, J-PARC
稲村泰弘 1, 伊藤崇芳 2, 中谷健 1, 鈴木次郎 3
1. J-PARC センター, 2. CROSS 東海, 3. KEK「空蝉」とは、J-PARC, MLF における非弾性散乱装置の装置制御・および解析環境として整備が始まったソフトウェアである。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をいち早く実用化し、非弾性散乱装置の解析環境として成果を上げてきた。例えば今や世界のスタンダードな測定として広まった Multi-Ei 手法の実現や、単結晶試料の多次元
データ測定・可視化手法の実現などに貢献してきた。
一方、MLF におけるイベント記録方式のシステムは多くの装置で共通化されているものの、装置ごとに様々な検出器が使用され、生み出されるデータも細部で異なっている。現在、「空蝉」のイベントデータ処理機能をそれぞれの検出器に合わせて拡張し、多くの装置への導入を進めている。「空蝉」から装置制
御ソフトウェアを分離しデータ処理環境として独立させたこともあって、結果として MLF の解析環境の基盤としての役割も持つようになっている。
しかしビームラインでの動作には問題が少ないものの、ユーザーの環境で動作させる場合の対応環境の少なさや、定期的なアップデートの配布手段やドキュメントが少ないなどいくつも問題を抱えているのも事実である。そこで本発表では、現在進めている「空蝉」のビームラインへの導入状況、Windows やMacOS 版の開発（Fig.1）や、新たな可視化など、高度化の状況と問題点を報告し、今後の展開について示す予定である。

Fig.1 Windows 版空蝉のスクリーンショット

250U（装置開発，新技術，ソフトウェア）
PF-BL6C

軽元素の蛍光Ｘ線ホログラフィー
X-ray fluorescence holography for Light elements
八方直久 1、波田拓馬 1、戎佳宏 2、細川伸也 3、木村耕治 4、林好一 41 広島市大院情報、2 広島工大院工、3 熊本大院自然、4 名工大院工
蛍光Ｘ線ホログラフィー（XFH）では、特定元素からの蛍光Ｘ線強度の放出角度分布を測定する [1]。その特定の蛍光Ｘ線を分光するために、通常の測定ではグラファイト結晶分光器を用いている。集光の機能を持つ円筒型（曲率半
径 25 mm）を用いた場合、試料ー分光器間（分光器ー検出器間）の距離を変えることで任意の蛍光を分光して計測できる。軽元素を測る場合、試料ー分光
器間距離が極めて短くなり（例えば Ca-Kαでは 43 mm）、分光器の筐体が入射Ｘ線に対する影となる。そこで本研究では軽元素の XFH 測定を目的として、入射Ｘ線を通すための「Ｃ字型」の新型結晶分光器を設計・製作し、試験測定を行った。
作製したＣ字型分光器を図１に示す。曲率半径 20 mm のグラファイト結晶を使用しており、切り欠きの部分に入射Ｘ線を通すことができるようになっている。
この分光器を使って測定した Ca-Kαホログラムを図２に示す。試料は CaF2(001)単結晶で、入射Ｘ線のエネルギーは 9.0 keV で、検出器にはアバランシェ
フォトダイオード（APD）を使用した。大気吸収による減衰などの影響で蛍光Ｘ
線強度は弱かったものの、定在波線が見られるホログラムを得ることができた。
講演では、検出器にシリコンドリフト検出器（SDD）を使用した場合との比較などについても報告する。

図１ Ｃ字型結晶分光器

図２ 入射Ｘ線エネルギー9.0 keV で測定した CaF2 の Ca-Kαホログラム[1] K.Hayashi, et al., J.Phys.:Condens.Matter,.24, 093201 (2012).

251U（装置開発，新技術，ソフトウェア）

 [ [ [ [ [ [ onj]fn^_\fn^`\fn^d\fn_`\fn_a\fn_c\fn_d\fn`_\fn``\h_[onj IC$¥¬©¬´¸¯µ¸ lsqke` 
98[
The present status of the instrument control
software framework ‘IROHA2’ in MLF, J-PARC
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252U
（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 4
Development of pulse selector for Hybrid mode of
KEK-PF 4
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)が試行されてきている。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。TOF 実験などでは、高速な信号処理系による事象の弁別は原理的に難しい。機械的に光を選択するパルスセレクターは、そのような実験に汎用的に使える。
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、負荷容量は大きいが剛性が小さいことや真空中に完全に浮いていることなど、いくつか違いがあり、それによる問題点を解決すべく開発を続けており、その経過について報告する。
図 2 調整中の 3 号機の光の選択

253U（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 2015 年度
A Cold-Neutron Disk-Chopper Spectrometer
AMATERA in JFY2015
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
J-PARC センター 物質・生命科学ディビジョン
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（図 1）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 1)、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
図 1 AMATERAS
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。2015 年度においては装置課題の他、2016 年 2 月現在、2014B、2015A 期の一般課題 6 件、JAEA プロジェクト課題 2 件、元素戦略課題 1 件を実施している。また、これまで行われてきた AMATERAS の利用の成果として、2015 年には、1 件のプレス発表、7 件の学術論文、多数の学術的会合での発表等がなされている。一方
で、装置の整備としては、検出器バンク間の仕切り（ベーン）の不具合の改修、様々な試料環境装置の利用の利便性を上げるための冷却水等ユーティリティ
設備の拡張、実験データの質を向上させるためのバックグラウンド低減の作業等を進めてきている。
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

254U（装置開発，新技術，ソフトウェア）       ©¨¥¡¨ 

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Polarization in
the polarized neutron spectrometer POLANO
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255U
（装置開発，新技術，ソフトウェア）
PF リング / PF-AR / cERL

超高速ダイナミクスワーキンググループ 2015 年度活動報告
Ultrafast dynamics WG 2015Fy
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。
具体的には、ワーキンググループにて、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。今年度の基盤整備の進捗状況と PF での時間分解実験の取り組みについて報告する。特に、BL-19B において取り組んでいる時間分解実験について紹介する。また、運用を開始した 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 1, 2 号機について、現状での詳細な仕様と利用例を示す。
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 { 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 } について仕様を紹介する。実現可能な実験について議論し、WG との共同研究を検討いただきたい。

256U（装置開発，新技術，ソフトウェア）       ¯®«©®¢¡

:8>+Dzp °±´¨ ØÆÊä
ÐÙ&[._'In situ Environment at
High Intensity Neutron Total Diffractometer NOVA
Ub ¡Â), ¡Â¢Â)vC ¡Â+c ¡Â]KV ¡Â* £Âx45q ¢
1 KEK >+Â2 mf) ëõÂ3 JAEA J-PARC ñûòý ¬²¨³ª ¯®« ©®¢¡ :8>+Dzp °±´¨ ÚlJÙR|QØaÔÉä|tþ!  £¥ÿÕ7Å  [.$þ§  ¡ ¡  À¡ÿæNÍÓÆãÂlJÂèøú÷çðÂX ×Ö(S×^ ÙRæ|QÔÉäÑÞÂTkwPG^ Ù6#ü3ARÈÜâåÓÉÑµ¡Á¤¶ÃÝÑÂöóíîùêûôæ YÍÓ °±´¨ Ù:8æWÇÎËÕØáãÂ
eIþ¤  ¾¿º¸ÿà2Gþ¡¤ ¾»ÿÙ[.ØßB@ÍÓÉÑµ¥¶ÃHÂ°±´¨ ÔÚM" ¡ ¯²· ÙþÿTkìð_'ØáäÐÙ&>+D[.ÈtÔÄãÂlJï÷çéè{r"0!Øáã ²¹ iOÙTk
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Tkw=ØÆÊäM)E ¡  Ù hu9Øáä0!=æoÎäÕÕßØÂTk>È Å^æ0!yØ ÎäËÕØáã-.×ÐÙ&[._'æF ÍÑÃÐÙÂ¥  ¦  ­ g8ÙZ8æ<ÎäÐÙ&[._'ØÒÅÓß%ÎäÃ[1] Ikeda et al. Mater. Trans., 52, 598–601 (2011).
[2] Machida et al., Phys. Rev. Lett., 108, 205501 (1)–(5) (2012).
[3] Ikeda et al., Mater. Trans., 55, 1129–1133 (2014).
[4] Takagi et al., Angew. Chem. Int. Ed., 54, 5650–5653 (2015).
[5] , , 25, 161–165 (2015).

257U
（装置開発，新技術，ソフトウェア）
MLF-BL14

AMATERAS のバックグラウンドの現状と対策
Current Status and Reduction Measures of
Background on AMATERAS
菊地龍弥，中島健次，河村聖子，川北至信，稲村泰弘、沢辺正樹、若井大介
J-PARC センター
AMATERAS は MLF の BL14 に設置された低エネルギーチョッパー型分光器である。我々は装置グループとして、AMATERAS の高度化に取り組んでいる。チョッパー型分光器で測定する中性子非弾性散乱は、シグナルが非常に弱いためバックグラウンドとの S/N が非常に重要である。バックグランドの低減は装置の性能に係わる重要な課題である。AMATERAS は、これまでに行った種々の対策によりバックグラウンドレベルの低い装置として高い評価を受けている。その中でさらなる低減を目指して、これまでの対策から逃れたバックグラウンドについて、その原因を特定し対策を行っている。本発表では、試料環境装置由来を除いたバックグラウンドについて報告を行う。具体的には、ビームに依存しないバックグラウンドおよびビーム輸送系由来のバックグラウン
ドについて取り上げ、現状と対策および一部について対策の結果を報告する。
100

Intensity / µs h

-1 -1

6
4

Beam OFF
Beam ON

2

10
6
4
2

1
6
4
2

0

1

2
Tof / µs

3

4x10

4

図 バックグラウンドの Tof シグナル。試料からの強度はピークトップで３桁以上大きい。