【20年・秋】 Vol.48
中性子産業利用推進協議会

季報

Industrial Users Society for Neutron Application
2020年9月25日 発行

P1 就任挨拶 P1 追悼 P2 ミュオンを使うと何がわかるか P6 SOFIA一次元集光の実用化 P6 J-PARC MLF情報 P7 JRR-3情報
P8 活動報告 P9 お知らせ

中性子科学センター長就任にあたって
一般財団法人総合科学研究機構・中性子科学センター長
柴山充弘

ことはありませんでした。多くの方が引用されている本
多光太郎先生の名言「産業は学問の道場なり」
を図らずも

令和２年６月１日付けで一般財団法人総合科学研究機実践してきたものだと思っています。

構（CROSS）
中性子科学センター長に就任しました。これ

さて、中性子科学センターは、その前身の東海事業セまでの約20年間は東京大学物性研究所附属中性子散乱

ンターの時代を含めると、今年で10年目になりました。

研究施設にて大学共同利用の立場から中性子散乱研究を

特定先端大型研究施設の共用の促進に関する法律（略称

推進してきましたが、これからはユーザーを産業界にも「共用法」）の登録機関として７本の共用ビームライン（最広く求めJ-PARC MLFにおける中性子散乱研究の発展に初は４本）を利用する課題選定と利用者支援、専用ビー

尽力する所存です。

ムラインの選定・評価を主務としています。そのほか、

私は、最初の赴任地が地方の小さな国立大学であった

J-PARC MLFの価値を最大限に発揮するという共用法のため、学生数の割には研究費が少なく、何を行うにも研目的達成のため、NUP（New User Promotion）
プログラ

究費に事欠く状態でした。そこで、生き残り策として産ムによる新規ユーザー開拓、CROSSroadsワークショッ

業界との共同研究を積極的に進めました。最初は共同研

プなどを通じた啓蒙活動、MLFホームページを使った多究を取り付けるのに苦労しましたが、だんだんと多くの彩な広報活動と統計情報公開、コンソーシアムによる企企業の方から共同研究や委託研究を実施できるようにな

業共同体による中性子散乱利用支援など、次々と新しいりました。自分なりにその理由を見いだすとすると、産活動を展開しています。さらには、今年度から中性子産業界から提供される課題の多くは各論的で難問が多いの

業利用協議会の事務局をCROSSが担当することになっですが観点を変えると基礎研究の宝庫であることに気づたこともあり、これまで以上に産業界や中性子科学会とき、依頼企業からの課題に応えるとともに学術論文とし緊密に連携した運営を目指します。現在、登録機関としても成果を出すという一石二鳥の研究スタイルを構築して３期目の計画更新に向けて、申請準備をしています。

たからだと思います。物性研究所に異動してからも、大今後とも、ますます中性子科学センターの活動にご理解

学共同利用業務を主としながら、このスタイルを変えるとご支援を賜るべく、職員一同、邁進して参ります。

追悼

庄山 悦彦・前副会長ご逝去の報に接して中性子産業利用推進協議会 会長

今井 敬

連携の重要性を説かれ、当協議会の設立に尽力されました。2009 年に相談役になられてからも引き続き副

当協議会が発足した 2008 年度から 2018 年度の 10

会長として、新製品開発への中性子技術の活用や当協

年間に渡り副会長を務めていただいた庄山悦彦様が去

議会の運営全般を指導されました。また、産官学の意る 2020 年６月５日に逝去されました。享年 84 歳でし

見も参考にしつつ、中性子の産業利用のあり方についた。庄山様は 1959 年に日立製作所に入社され、1999て各方面に提言されるなど、当協議会が発足から今日

年から 2006 年まで社長を、2009 年まで会長を務めの安定した運営を築く上でご尽力をいただきました。

られました。この間、企業の研究開発における産学官

庄山様のご冥福を心からお祈り申し上げます。

四 季 Vol.48

1ミュオンを使うと何がわかるか
KEK 物質構造科学研究所・J-PARC センター MLF ディビジョン
幸田章宏、竹下聡史

3 − 1．磁性材料研究

１．はじめにでどのような研究が実施されているかを紹介していJ-PARC MLFや英国ISIS で中性子実験をしたことがある人なら、同じ建物の中にミュオンの実験施設があることに気付いていることと思う（思いたい）。しかし同居人ではありつつも、そこの実験装置を使って、どんな人たちがどんな研究や実験をしているのか、あまり知らないという人がほとんどではなかろうか。2013年から、本誌「四季」にミュオン科学の連載記事[１-14]が掲載されたが、今一度、最近の成果もあわせて全体を振り返る記事としてまとめてみよう。中性子の実験をされる読者のみなさんにとって、この記事が「ミュオンのこの実験手法を利用すると、こんなことも分かる
かも」というヒントとなればこれ以上ない喜びである。

２．ミュオンの特徴
ミュオンが利用されている様々な研究分野・測定手法を俯瞰するのが本稿の主目的ではあるが、まずはミュオンとはどのようなものかを簡単に復習しよう。
30 秒で分かるミュオン講座である。
ミュオンは電子の仲間に分類される素粒子である。
電子の場合と同様に、正電荷と負電荷をもつ２種類の粒子（正ミュオン、負ミュオン）が存在し、スピンを有する。電子と違うことは質量が電子の約 207 倍あることと、約 2.2 マイクロ秒という寿命を持つことである。
我々が MLF などで使うミュオンビームは、当然、人工的に作られたものであるが、じつは我々は宇宙から絶えず降り注ぐミュオンビームの中で生活をしている。
さて人工的に生み出されるミュオンは、その作り方によっていくつかに分類・呼称されるが、その手の話はミュオンの教科書 [15] で必ず詳しく説明されるもの
なので、ここではざっくり割愛する。重要なポイントはミュオンを生成し、ビームラインに引き出す際にエネルギーを選別することで、それぞれの実験条件に最

ここからはいくつかの具体例を挙げつつ、ミュオン
く。まずミュオンが「スピンを有すること」を利用した、磁性材料の研究が挙げられる。電子、原子核とスピンをもつ粒子は数多あり、それぞれ電子スピン共鳴法（ESR）、核磁気共鳴法（NMR）として利用されるのと同様、ミュオンのスピンを使ったミュオンスピン回転・緩和法（μ SR）が知られている。前二者との大きな違いは、ミュオンが自然に 100％スピン偏極した状
態でのみ作り出されることにある。ESR や NMR が粒子のスピンを偏極させるために強い磁場を印加しなけ
ればならないこととは対照的に、ミュオンはゼロ磁場であっても、材料の内部磁場を観測可能である。またミュオンは磁気揺らぎに対しても特徴的な観測時間
窓（10-６〜 10-12 秒）を有するが、これはちょうど NMRと中性子実験の有感領域の間を埋める。正負のミュオ
ンはいずれもスピンを有しているが、負ミュオンでは少々、特別な事情があり（後述）、普通、断りなく μSR と呼ぶときは正ミュオンを用いた実験を指すことが多い。
これらの特徴を利用した磁性材料のμ SR 研究は、
国内外のミュオン実験施設が稼働を始めた 1980 年代
初頭から活発な活動の続く一大分野であるが、MLFの稼働により新たな時代に入りつつある。すなわち大強度ミュオンビームによるオペランド実験である。以前は一測定点で解析に耐える十分な統計量のデータを得るために、15 〜 30 分と時間をかけていた。大強度
ビームによって、２〜３分毎の時間経過を連続的にその場観察することも可能となった。日立金属（株）のFINEMET® は高機能磁性材料として有名で、J-PARC
をはじめ世界中の加速空洞で使われつつある。この磁性材料はアモルファス状態の原料に熱処理を加えナノ微結晶を析出させることで製造されるが、この熱処理の過程（約 30 〜 120 分）を連続的にμ SR で観察する実験が行われている [16]。

適なミュオンビームを使うことができるというところである。高い運動エネルギーのミュオンを使えば測定対象内部の奥深くまでミュオンは到達するし、さらに高くすれば透過する。反対に運動エネルギーを低くす
ればより表面に近いところでミュオンは静止する。この特徴を利用して深さ方向の位置分解測定に使われることもある。

3 − 2．半導体・誘電体中の微量水素
ミュオンの質量は電子の約 207 倍であるが、これは陽子の質量の約 1/9 ということでもある。正ミュオ
ンは物質中で静止する際に電子一つと束縛状態をつく
り、疑似的な水素原子「ミュオニウム」を形成することが知られている。ミュオニウムはいわば水素の軽い同2

四 季 Vol.48

位体である。

ニウムが不飽和結合部に付加する場合は、ラジカルがさて青色 LED の有名なエピソードであるが、化合誘起される）。結果として不飽和結合部位における高物半導体の中には製造工程で微量の水素が混入し、そ分子の分子運動ダイナミクスを観測する事が可能とな

れらがドナーとして振る舞うために n 型半導体となるる [21]。

ものがある。しかし実際にどれほど微量の水素が混入

現在 MLF で開発が進んでいる運動エネルギーの極しているのかを、化学的に検知するのは難しい。ミュ

めて低いミュオン（超低速ミュオン）を利用すること

オンは半導体や誘電体物質中に微量に水素が入った状で、薄い膜（数 nm 〜 100nm 程度）内部のダイナミク

態を模擬することができるので、高機能電子材料の研スも観測可能となる [12,22]。入射したミュオンの運究に用いられている [５,９,17,18]。

動エネルギーが低いほど、ミュオンは試料表面近傍に停止するため、その位置での情報を得ることができる。

3 − 3．水素貯蔵材料

また低運動エネルギーであるほど、ミュオンの停止位

ミュオンが磁気プローブであることは上で述べた通り

置の分布幅は狭くなる（例えば、高分子材料において、であるが、その感度を測る尺度ともいうべき磁気回転比

試料表面から 100nm の深さで停止するような運動エは約136MHz/Tである。これは陽子の値（約43MHz/T）

ネルギーのミュオンを打ち込んだ場合、実際の観測領の約３倍で、結果としてより高感度である。このため、域は 100 10nm 程度となる）。観測したいダイナミク

物質中の核磁気モーメントが作る双極子磁場も容易に検スの空間スケールによっては、このような領域をプ出する。たとえば水素貯蔵材料などで、ミュオンの静止ローブする実験も可能となる。なお、スイスのミュオ

位置から眺めてどれくらいの数の水素がどれくらいの距

ン施設 PSI では、J-PARC のような低い運動エネルギー

離にいるかということを推測できる。さらにミュオンはのミュオンは利用できない（即ち、J-PARC より深い

動的な磁気揺らぎを検知するので、材料からの水素放出領域しかプローブできない）が、既に各種薄膜を対象において、材料物質中をどのように水素が動いているかとした実験が実施されている。

を調べることもできる[４,11,19]。

3 − 6．イオン電池材料
3 − 4．金属材料中の格子欠陥

核磁気の検出を利用する例として水素の話を多く挙

物質材料と水素というと、金属の水素脆性に興味をげてきたが、それ以外でも核磁気モーメントを有する

持たれる産業界の方も多いと思う。水素脆性は金属格材料の研究の例は多い。イオン電池の代名詞ともいえ子の原子空孔に水素が集まることで金属組織の破壊にる Li、次世代のイオン電池として注目を集める Na、F、

つながると考えられている。このような微量な水素を幸いなことに、これらはいずれも核磁気モーメントを検知するのは、ミュオンの得意とするところである。

持っている。たとえば Li イオンが物質中で拡散してまた上述の通り、正ミュオン自身も金属中で水素のいく様子は、正ミュオンにとっては局所磁場の揺らぎ

ような状態にある。したがって、照射された正ミュオ

として検知される [７]。

ン（つまり水素）が物質中を動き回っているのか、ある正ミュオンは物質中の格子間位置の電場ポテンシャ

いは動き回る過程で原子空孔に捕らわれて静止していルの極小位置に静止するのに対して、負ミュオンは原るのかを、μ SR 法は周囲の核磁気モーメントが作る子核を周る重い電子となり、正ミュオンとはまた異な

局所内部磁場が揺らいでいるか否かという違いとしてる局所磁場を見る。両者を使う対称実験が実現できれ観測する [６,20]。

ば、さらに詳細な情報が得られると期待されていた。
しかし、J-PARC 以前の加速器施設では、作り出され3 − 5．高分子材料のμ SR
高分子材料のμ SR では、正ミュオンとミュオニウ
ムのそれぞれを磁気プローブとして利用することが特徴である。正ミュオンを試料に打ち込むと、一部の正ミュオンはミュオニウムとなり、残りは電子を捕まえることなく裸の正ミュオンのままで存在する。高分子
中の（裸の）正ミュオンやミュオニウムは、特に不飽和結合の部位に位置しやすい特徴がある（なお、ミュオ

る負ミュオンの数がそれほど多くなく、またせっかく得られた負ミュオンも原子に捕らわれる過程で減偏極してしまうなど、実験上の困難が多かった。J-PARC
MLF は３GeV という世界的にも類を見ない高エネル
ギーの陽子ビームからミュオンを作り出すため、より多くの負ミュオンを生成することができる。このため、上述の対称実験でも、今後世界をリードすると期待されている [23,24]。

四 季 Vol.48

33 − 7．非破壊元素分析

正ミュオンより負ミュオンの方が誤動作する確率が高

負ミュオンを用いた非破壊元素分析は、上述のμSRいことが明らかとなってきた。正ミュオンとは異なり、法とは異なり、負ミュオンの重い電子としての性質を照射された負ミュオンは原子核に捕獲・吸収され、二用いる。負ミュオンは負の電荷を持つため、電子が物

次粒子を発生する。これらの粒子による電荷付与が、質に衝突した際に発生する特性 X線と同様のX線を放ミュオン自身による電荷付与よりも十分大きくなるた

出する。しかし、負ミュオンの質量が電子の約207 倍

め、負ミュオン起因の誤動作の頻度が大きくなっていであるため、放出される特性X線も207倍高いエネルると考えられている [14,28]。

ギーを持つ。負ミュオン由来の高エネルギー特性X線
は、電子由来の特性X線よりも物質の透過能が高いた

3 − 9．さらにその先へ

め、分厚い試料の内部分析等も可能となる。これらの紙幅も尽きつつあるが、今後、加速器技術あるいは負ミュオン特性X線の強度比から、試料内部の元素の検出器技術の進展によって、さらに産業利用が進むか種類、及びその定量が可能である[3, 25]。

もしれない課題をいくつか取り上げておきたい。

本手法のもう一つの特徴は、深さ分解測定が可能なミュオンという言葉でピラミッドや福島第一原発点である。入射運動エネルギーを変えることにより、の透視という話を思い浮かべた人も多いかもしれな

プローブする深さも任意に選択できる。これは、元素い。メートル、あるいはキロメートルといった構造物

分布の深さ方向依存性を調べられることを意味する。

を透視するには高エネルギー ( １GeV 〜１TeV) の宇

試料の組成や試料を設置する環境（真空中、ヘリウムガ

宙線ミュオンを用いざるをえない。これにより溶鉱炉

ス中、或いは空気中）にも依存するが、分析が可能な深の内部を透視するという技術は実際に実用化されていさは、一般的には数10μm 〜数cm程度である（ただしる [２,29]。また反対に小さな領域、マイクロメート

深さ方向には、
おおよそ5 〜 10%程度の広がりを持つ）。

ル、サブマイクロメートルというスケールを透過する

これらの特徴を上手く利用することにより、文化財「ミュオン透過型顕微鏡」という手法の基礎実験はす[３,26]やリチウムイオン電池[27]等、破壊することにでに MLF で行われつつある。これが実用化されれば、より価値・機能が失われてしまうような試料について、

生物細胞などを凍結させることなく生きた状態で観察

非破壊で元素分析が行われている。

できると期待されている。
負ミュオンは核反応を起こす場合もあり、この反応

3− 8．半導体デバイスにおけるソフトエラー

を用いれば、現状では海外からの輸入に頼らざるを得

近年、様々な機器にコンピュータが搭載されるよない医療用 99Tc を国内で生産できるのではないかとうになった。中でも航空機や自動車の自動操縦（自動いうアイデアがある [29]。また負ミュオンは水素の核運転）のように高い信頼性が求められるケースも多く

融合反応を引起こすこともあり、ミュオン触媒核融合なってきている。コンピュータが誤動作する原因の一という名前で呼ばれている。MLF ではまだ実験は行

つとして宇宙線がある。コンピュータの半導体デバイ

われていないが、海外施設では長い歴史をもつ研究でスが宇宙線に曝されると、ソフトエラーと呼ばれる誤あり、いかに反応を連鎖させてエネルギー生産に近付動作を招く場合がある。宇宙線の中でもミュオン、特けるかという点に注目が集まっている [8,29]。

に負ミュオンがデバイスに与える影響は大きいことが近年明らかとなってきている。このため、開発したデバイスをミュオンのビームラインに持ち込み、ミュオ

かなり多くの内容を限られた紙面に詰め込んだたンを照射しながらデバイスの動作試験を行う事によ

め、個々の紹介内容は消化不良を引き起こすかもしれ

り、信頼性の検証を行う実験が近年増えてきている。

ない。これらの実験手法についてさらに知りたい方は、

実際には、ミュオンの入射運動エネルギーを適切に気軽に筆者らにお尋ねいただきたい。また施設利用方

選択することにより、デバイスの最も敏感な領域に法の実際や、ここで紹介しきれなかったミュオンの利

ミュオンを停止させ、誤動作がどの程度の頻度で生じ用例なども、日本中間子科学会 [30] の会誌「めそん」

るかを観察する。また、入射運動エネルギーを変えるに掲載されている。少しでも興味を持ってもらえたな

ことにより、敏感な領域の前後にミュオンが停止した

ら、ぜひ入会をご検討いただけると幸いである。

場合の影響も調べることができる。
このようなソフトエラー観察では、前述のように、

4

4．まとめ

四 季 Vol.48

参考文献
１．
「『中性子』から『中性子＋中間子』へ」鳥養映子、三宅康博、杉山純、四季 Vol.18, p. ３ (2013).
http://www.j-neutron.com/pdf/Vol18.pdf
２．
「宇宙線ミュオンによる大型産業機器の内部探索」
永嶺謙忠、四季 Vol.19, p. ３ (2013).
http://www.j-neutron.com/pdf/Vol19.pdf
３．
「ミュオンＸ線を利用した物体内部非破壊元素分析
久保謙哉、二宮和彦、四季Vol.20, p. ４ (2013).
http://www.j-neutron.com/pdf/Vol20.pdf
門野良典、
四季Vol.21, p.４ (2013).
４ 「錯体貯蔵材料の研究」．
http://www.j-neutron.com/pdf/Vol21.pdf
５．
「半導体中のミュオニウムで視る水素の状態」下村浩一郎、四季 Vol.22, p. ４ (2014).
http://www.j-neutron.com/pdf/Vol22.pdf
６．
「実用アルミ合金の原子空孔挙動」西村克彦 他、
四季 Vol.23, p. ４ (2014).
http://www.j-neutron.com/pdf/Vol23.pdf
７．
「ミュオンによる固体内イオン拡散の測定」杉山純、四季 Vol.24, p. ５ (2014).
http://www.j-neutron.com/pdf/Vol24.pdf「ミュオン触媒核融合」石田勝彦、四季Vol.25, p. ２ (2014).
８．
http://www.j-neutron.com/pdf/Vol25.pdf
９．
「ミュオニウムで探る誘電材料中の不純物水素の電子状態」伊藤孝、髭本亘、幸田章宏、下村浩一郎、
四季 Vol.26, p.5 (2015).
http://www.j-neutron.com/pdf/Vol26.pdf
10．
「ミュオンでみる生体物質中の電子伝達」菅原洋子、四季 Vol.27, p. ３ (2015).
http://www.j-neutron.com/pdf/Vol27.pdf
11．
「水素貯蔵材料の水素脱離温度付近での測定」梅垣
いづみ、杉山純、四季 Vol.28, p. ３ (2015).
http://www.j-neutron.com/pdf/Vol28.pdf「ミュオン顕微鏡への期待」吉野淳二、四季Vol.29, p.３ (2015).
12．
http://www.j-neutron.com/pdf/Vol29.pdf
13．
「J-PARCにおける負ミュオン研究」三宅康博、四季Vol.45, p.４ (2019).
http://www.j-neutron.com/pdf/Vol45.pdf
14．
「半導体デバイスに対する宇宙線ミュオン起因ソフト
エラーの研究」
渡辺幸信、四季Vol.46, p. ４ (2020).
http://www.j-neutron.com/pdf/Vol46.pdf
15．
「ミュオンスピン回転法」門野良典（共立出版、基本法則から読み解く物理学最前線シリーズ 10）「加速空洞を知る」(2017).
16．季刊誌 J-PARC No.10
https://j-parc.jp/picture/2018/02/
magazine̲20180228.pdf#zoom=100
17．KEK プレスリリース「ディスプレイ用半導体の性能を左右する 微量な水素の振舞いが明らかに −素粒子ミュオンで透明半導体 IGZO（イグゾー）中の不純物水素の局所電子状態を解明−」(2019).
https://www.kek.jp/ja/newsroom/attic/
PR20190927.pdf

18．物構研 News No.29「ミュオジェンが明かす『愚者の金』の真価」(2019).
https://www2.kek.jp/imss/news/2019/
topics/0920FoolsGold/
19．KEKプレスリリース「ミュオンを使ったその場観察の手法により水素貯蔵物質からの水素脱離反応の仕組みを観測」(2019).
https://www.kek.jp/ja/newsroom/attic/
PR20190412.pdf
20．めそん No.37 p.33 (2013)「ミュオンの産業応用・社会貢献」西村克彦
http://www.jmeson.org/mesonp d f / Meson̲37̲web̲Nishimura.pdf
21．めそん No.48 p.13 (2018)「ミュオンスピン
緩和法の高分子材料への応用 〜分子ダイナミク
スの観測〜」竹下聡史
http://www.jmeson.org/mesonp d f / Meson̲48̲Takeshita.pdf
物構研News No.３
「超低速ミュオン顕微鏡の実現へ」(2012).
22．
https://www2.kek.jp/imss/news/IMSS-News/
news-no3/#highlight
23．KEK プレスリリース「負のミュオン素粒子で視る物質内部 −世界最高計数速度の負ミュオンビー
ムで長年の夢が実現−」(2018).
https://www.kek.jp/ja/
n e w s r o o m / attic/20180824press.pdf
24. KEK プレスリリース「正負のミュオンで捉えたイオンの動き − Li イオンの動きを、負ミュオン
で確認、正ミュオンで詳細観察−」(2020).
https://www.kek.jp/ja/newsroom/a t t i c / PR20200807.pdf
25．KEK プレスリリース「人類が手にする物質を透視する新しい " 眼 "」(2014).
https://www.kek.jp/ja/
N e w s R o o m / Release/20140527180000/
26．物構研 News No.27「負ミュオンで蛭藻金の謎を解く −文理融合プロジェクト」(2019).
https://www2.kek.jp/imss/news/2019/
topics/0130Hirumo/
27．KEKプレスリリース「リチウムイオン電池電極に析出した金属リチウムをミュオンで検知 −ミュオン
特性X線による非破壊元素分析の応用−」(2020).
https://www.kek.jp/ja/newsroom/attic/
PR20200616.pdf
28．KEKプレスリリース「『宇宙線ミュオン』が電子機器の誤作動を引き起こす 〜超スマート社会の安全・安心を支えるソフトエラー評価技術の開発に向けて〜 」(2018).
https://www.kek.jp/ja/newsroom/
attic/20180529press̲imss.pdf
29．めそん No.37 p. ９ (2013)「ミュオンによるラジオグラフィーと元素変換」永嶺謙忠
http://www.jmeson.org/mesonp d f / Meson̲37̲web̲Nagamine.pdf
30．日本中間子科学会：http://jmeson.org/
http://jmeson.org/muon-video/
にてμ SR の原理紹介ビデオを視聴、あるいはダウンロードできます。

四 季 Vol.48

5中性子反射率計 SOFIA における一次元集光ミラーの実用化
KEK 物質構造科学研究所・J-PARC センター MLF デビジョン
山田悟史
中性子反射率計 SOFIA では、理化学研究所、京都大学と共同で 60mm 550mm の大面積を有する一次
元楕円型集光ミラーの開発を継続して行ってきた。このミラーは精密加工した金属基板に Ni/Ti の多層膜をイオンビームスパッタすることにより製作されている。通常中性子用のスーパーミラーに用いられるガラ
ス基板をベースとしたミラーと比較すると、高い耐放射線性能を有する上に多彩な形状を製作することが容易で、複数枚のミラーを組み合わせて大面積のミラーを製作することも可能である。今回、これまでに培ってきた知見をベースに研磨プロセスとミラーの固定方

ることを確認している。
なお、この成果は Opt. Express 誌にて公開され、以下の通りプレスリリースを行った。さらなる詳細についてはこちらに示してあるので、ご参照ください：
http://j-parc.jp/c/press-release/2019/09/19000331.html
参考文献
1.T. Hosobata, N. L. Yamada, M. Hino, H.
Yoshinaga, F. Nemoto, K. Hori, T. Kawai, Y.
Yamagata, M. Takeda, and S. Takeda, "Elliptic
neutron-focusing supermirror for illuminatingsmall samples in neutron reflectometry", Opt.
Express 27 (2019) 26807.

法の見直しを行い、基板表面の形状精度の向上および粗さの改善に成功した。これにより、試料位置におけ
る中性子ビームのサイズを 130 μ m(FWHM) まで絞ることに成功した。また、これまでに開発したミラーは場所によって反射率のムラが生じており、不均質であることが実用化の障害になっていたが、これも粗さの改善により全面にわたって高い反射率を有するミラーを成膜することに成功した。この集光ミラーは実際にSOFIA 反射率計で利用可能となっており、小さな試料に中性子ビームを収束させることで既存のダブルス
リット光学系と比較して約２倍の強度ゲインが得られ今回製作した中性子反射率計用 1 次元集光ミラー

J-PARC MLF 情報

6

J-PARC 物質・生命科学実験施設で１MW 利用運転を実施水の温度上昇などによる運転の中断を挟み、27 日のJ-PARC 物質・生命科学実験施設（MLF）では、６月での長時間の利用運転は、J-PARC としても初めての25 日から 27 日にかけてほぼ１MW に近い約 920kWものとなりました。その間、MLF では、中性子、ミュでの利用運転を行いました。１MW での安定供用を目

オン源、それぞれの標的の高出力ビーム下での温度変

指 す J-PARC で は、2014 年 度 に MLF の タ ー ゲ ッ ト化の傾向といったこれまでの短時間試験では得られなへの１MW 相当パルス入射試験を行って以来、2018

かった長時間の挙動に関するデータを取得しました。

年度は１時間、2019 年度には 10.5 時間の１MW 連

また、中性子、ミュオンの実験装置では、いくつかの続試験運転を実施してきました。今年度は、夏季休止

ビームラインで幸運な利用者が１MW での実験を体験

期間前の最後の供用期間に利用運転として１MW 運転した他、装置課題を利用した、データ収集系の負荷試（約 920kW）を実施しました。６月 25 日の９:46 か験や検出器、中性子ミラー等の機器の性能試験を実施

ら開始された１MW 利用運転は、加速器の停止や冷却しています。また、装置グループによる大強度ビーム

四 季 Vol.48

11:22 まで 36.5 時間継続されました。900 kW 以上

を活かした試験的な先導研究も試みられました。例えにおける安定した１MW 利用運転やそこで展開される

ば、高強度を利用することで十分な測定が短時間で可

利用者の研究に反映されることになります。

能になることから、時分割測定の時間分割をより細かくすることができます。回折実験でもより高速の挙動を捉えることが可能になる他、回折実験に比べて測定に時間がかかる準弾性散乱実験でも時分割測定を行える可能性が広がります。今回、DNA（BL12）では、Li 伝導体に関して電流が流れている状態での in situ 中性子準弾性散乱実験を行い、電圧に依存する比較的速い Li 拡散の成分が存在するという予備的な結果を得ることができました。今回の 1MW 利用運転によって、加速器、線源で得られたデータ、実験装置での機器試
験の結果、先導研究による知見等は、今後の J-PARC

J-PARC物質・生命科学実験施設（MLF）
では、６月25日
から27日にかけて約920kWでの利用運転を行った。

JRR-3 情報
【JRR-3 の供用運転スケジュールについて】
2021 年２月末の運転再開後には、６月まで各種調
整運転を行った上で、利用者への供用運転を開始する
JRR- ３の耐震補強工事のパノラマ写真（2020 年 8 月撮影 : JRR- ３ユーザーズオフィス提供）

予定です。2021 年度は６月末から 11 月までの４サ【JRR- ３の現状について】

イクル運転を計画しています。J-PARC の運転停止期

イクル、2022 年度からは５月から 12 月までの７サ

研 究 炉 JRR- ３（ 熱 出 力 20MW）は、2011 年 ３ 月

間である夏季にも供用運転を実施しますので、JRR-

11 日の東日本震災後に制定された新規制基準への対

３と J-PARC を合わせて年間を通じた中性子ビーム供応のため、2014 年９月 26 日の設置変更許可申請後、給と中性子利用が可能となります。最新の JRR- ３供

ほぼ４年間の新規制基準適合性審査を経て、2018 年

用運転スケジュール（案）（図１）を本年８月６日に以

11 月７日に設置変更許可を取得しました。設置変更

下の URL にて公表しました。

許可においては、地震動評価の結果、原子炉建家の躯https://jrr3.jaea.go.jp/images/20200806.pdf

体（壁）は耐震基準を満足していたものの、原子炉建

この供用運転計画に基づき、本年 11 月に、2021

家の屋根の一部が損傷するおそれがあるため補強を年度通年の JRR- ３の利用課題公募を開始する予定で実施し、ビームホール等の建家、構築物については、す。課題公募に関する詳細は、JRR- ３ユーザーズオ

2007 年度に改正された建築基準法を満足するように

フィスの下記 URL に掲載いたします *。

耐震補強工事を実施することといたしました。2019https://jrr3uo.jaea.go.jp/

年４月からは、新たな耐震設計に基づく耐震補強工事

利 用 課 題 申 請 は『JRR- ３ RING』シ ス テ ム に よ るを安全最優先で実施してきました。2020 年春には新Web 申請となっていま す。成果占有枠での利用に型コロナウイルス感染拡大防止のため一時工事を休止

関しては随時募集を行う予定です。また、成果非占しましたが、2020 年末に竣工すべく、工事を進めて有枠利用に関しても随時募集を行う可能性がありまおります。竣工後、使用前検査など様々な手続きを経す。Web申請に関しご不明な点，随時募集の詳細はて 2021 年２月末には運転を再開する予定に変更は

JRR- ３ユーザーズオフィスにお気軽にお問合せ下ありません。

さい（Tel:029-282-6098, Mail:jrr3-uoffice@jaea.
go.jp）。JRR-３ユーザーズオフィスでは、利用者サー

四 季 Vol.48

7

ビスのワンストップ化を図り、利用者サービスの充実

https://twitter.com/JAEA̲JRR3を図って参ります。JRR- ３の課題申請や供用運転再* JRR- ３を含む日本原子力研究開発機構が所有する

開後に実験で来所された際に、積極的なご利用をお願

11 の供用施設と「施設供用」制度に関する情報を下記

いいたします（図２)。課題公募を含む JRR- ３に関すの URL で公開していますので、ぜひご活用下さい。

る最新のイベントや情報を以下の JRR- ３公式 Twitter

https://tenkai.jaea.go.jp/facility/3-facility/01-intro/index-02.html

で発信していますので、フォローをお願いします。

図 1： JRR-3 供用運転利用スケジュール（案）図２： JRR-3 ユーザーズオフィスの場所

活動報告◆2020年度初級向けZ-Code講習会を開催

幅に参加者が増えました。一方で、会議ソフトの操作（2020 年８月 27 日〜 28 日。共催：J-PARC セン

ミスを減らすことや、リモートでは実習時に参加者ひター MLF ディビジョン、KEK 物質構造科学研究所、

とりひとりの解析の状況を直接指導、助言することは茨城県、茨城大学フロンティア応用原子科学研究セ

できないことが今後の課題として検討が必要と考えら

ンター、総合科学研究機構 (CROSS) 中性子科学セン

れます。

ター）
本年度のこの講習会は、新型コロナウイルス感染拡大防止の観点から Web セミナーでの開催としました。例年と同様、回折結晶学の講義から開始し、Z-Rietveld のインストール、実データを用いた具体的な解析の実習を２日間にわたって実施しました。
チャット機能を用いた質問も多く寄せられ、充実した２日間となりました。
参加登録者は 88 名、内訳は、民間企業 12 社 21 名
（協議会参加社からは７社 12 名）、国立研究開発法人
３名、大学 64 名でした。昨年度、東京の会場で実施
した時は、参加者 28 名、内、民間企業３社５名（協議会参加者からは１社１名）、国立研究開発法人５名、大学 18 名でしたので、Web セミナーとしたことで大8四 季 Vol.48

ホスト側での講義の状況

◆産業応用セミナーを開催（ヤマハ発動機殿）

セミナーを開催しました。このセミナーも Zoom によ2020 年７月 21 日（火）午後にヤマハ発動機殿でのるリモートでの講演としました。同社からは中性子利産業応用セミナーを開催しました。今回、初めての用について経験の浅い方も含めて参加され、中性子の試みとして、IQBRC の会議室と同社会議室を結んで基礎から利用方法まで広く紹介し、活発な質疑を行い

Zoom を用いてリモートでの講演としました。会議室ました。聴講される方も一ヶ所に集まる必要もなく、に集まることが難しい講師の先生にはそれぞれの職場

リモートでの講演の利点が生かされたセミナーとなりなどからのご講演をお願いしました。同社での今後のました。参加者は 51 名でした。

開発に資する観点から、JRR- ３の利用を念頭においたラジオグラフィーや高分子材料の小角散乱による解◆総会を開催析などについて講演を行いました。実験方法などにつ本年度の総会は、新型コロナウイルス感染拡大防のいて多くの質疑があり、充実したセミナーとなりまし観点から書面での開催としました。議案を各社に書面た。参加者は実務者の方を中心に９名でした。

で諮った結果、2020 年８月 21 日付で審議結果を確定し、すべての議案が成立しました。

◆産業応用セミナーを開催（東芝殿）
2020 年８月 20 日（木）午後に東芝殿での産業応用

お知らせ◆中性子の利用相談窓口を開設
中性子利用に関するワンストップの「利用相談窓口」
を J-PARC JOIN のサイトに開設しました。産業利用

１．開催日時：2020 年 10 月 21 日（水）９:35 〜 17:00
２． 開 催 方 法：Zoom に よ る リ モ ー ト 会 議（接続に関するお問合せは、こちらへどうぞ：

URL は開催直前にお知らせします。Zoom の利

https://j-parc.jp/c/j-parc-join/index.html

用が難しい方は申込時に下記フォームにその旨ご記入下さい。）◆J-PARC オンライン施設公開（2020年10月７日公開開始）
2020 今年の J-PARC 施設公開は、10 月７日（水）に Web 上で公開を開始します。また、10 月 10 日（土）にはライブ配信も行います。詳しくは J-PARC ホーム
でご確認ください。
ページ（http://j-parc.jp）◆レベル１講習会開催のお知らせ（2020年10月21日開催）
中性子実験技術の初心者の方を対象に中性子実験技

３．申込方法：下記の申込フォームからお申し込みください。
https://docs.google.com/forms/d/e/1FAIpQ
LScX6IHwtPWUGVi9SEKTR81f5OW8jx4GD
EU̲YrrVK90G0aAHqA/viewform※ご入力いただいたメールアドレスにお申込み確認のメールが自動的に送信されます。
返信が確認できない場合は、下記、中性子産業利用推進協議会事務局まで E-mail にてお申込みください。
４．申込締切：2020 年 10 月 15 日
５．参加費（テキスト代）：2,000 円術の基礎的事項を紹介し、中性子実験施設（J-PARC

中性子産業利用推進協議会の会員企業の皆様と

MLF、JRR- ３等）での実験計画立案や課題申請に役立

日本中性子科学会の会員、ならびに学生の方はてていただくことを目的として、中性子実験技術基無料です（学生証表裏の画像を下記アドレスに

礎講習会（レベル１講習会）を開催します。本年度は送付してください）。

Zoom によるリモートでの開催となります。皆様のごhttp://www.j-neutron.com/participation/

参加をお待ちしております。

参加費は申込後、振込先をご連絡します。なお
資料は pdf での提供となります。

四 季 Vol.48

9６．プログラムおよび講師
９:35（主催：中性子産業利用推進協議会（IUSNA）、日本

開講挨拶

中性子科学会（JSNS）、総合科学研究機構中性子科

９:40 〜 10:10 中性子の基礎 野間 敬
（CROSS）

学センター（CROSS）。協賛：茨城県）（CROSS）
10:10 〜 10:50 結晶構造解析 中尾 朗子（CROSS）
10:50 〜 11:30 反射率法 阿久津 和宏
11:30 〜 12:30 昼

食12:30 〜 13:10 小角散乱 岩瀬 裕希（CROSS）
13:10 〜 13:50 残留応力

諸岡聡（JAEA）◆2021年度総会・J−PARC MLF産業利用報
告会開催日程決定2021 年度の総会、産業利用報告会は以下の日程で開催します。

13:50 〜 14:30 ラジオグラフィ 林田 洋寿（CROSS）

総会：2021 年７月 15 日（木）午前

14:30 〜 14:40 休

産業利用報告会：憩（QST）
14:40 〜 15:20 即発ガンマ線分析 初川 雄一
15:20 〜 16:00 準弾性・非弾性散乱 井上 倫太郎（京大）
16:00 〜 16:40 中性子の産業利用 峯村 哲郎（茨城県）
16:40

2021 年７月 15 日（木）午後〜 16 日（金）場所：秋葉原コンベンション（秋原原駅前）
詳細は今後確定次第、お知らせいたします。

閉講挨拶

◆リンクのご案内
J-PARC JOIN（利用相談窓口）： https://j-parc.jp/c/j-parc-join/index.html
J-PARC： http://j-parc.jp/c/index.html
J-PARAC MLF（Meet ＠ MLF）： https://mlﬁnfo.jp/ja/
J-PARC センターユーザーズオフィス： https://is.j-parc.jp/uo/
JRR-3： https://jrr3.jaea.go.jp/
JRR-3 Twitter： https://twitter.com/JAEA̲JRR3
JRR-3 ユーザースオフィス： https://jrr3uo.jaea.go.jp/（一財）総合科学研究機構（CROSS）中性子科学センター： https://neutron.cross.or.jp/ja/
J-PARC MLF 利用者懇談会： http://is.j-parc.jp/MLFuser/
茨城県県内中性子利用連絡協議会： http://www.htc.co.jp/neutron/
季報「四季」編集委員会
委員長 杉山 純（CROSS）
委 員 勅使河原 誠（J-PARC）
・山田 悟史（J-PARC）
・水沢 多鶴子（CROSS）
・
富安 啓輔（日産アーク）・原田 久（ヤマハ発動機）
事務局 日比 政昭・綿引 美知枝（中性子産業利用推進協議会）※「四季」のバックナンバーは下記のサイトでご覧いただくことができます：
http://www.j-neutron.com/siki.htm

中性子産業利用推進協議会（IUSNA） 季報「四季」【20年・秋】
Vol.48
発行日
発行元

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四 季 Vol.48

2020年９月25日
中性子産業利用推進協議会〒319-1106 茨城県那珂郡東海村白方162-1 いばらき量子ビームセンター
TEL：029-352-3934 FAX：029-352-3935 E-mail：info@j-neutron.com
http://j-neutron.com/

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