第４回原⼦⼒委員会
資料第1号

J-PARCの中性⼦利⽤における成果と産業利⽤への取り組み
平成 31 年 2 ⽉ 5 ⽇
国⽴研究開発法⼈ ⽇本原⼦⼒研究開発機構
⼤学共同利⽤機関法⼈ ⾼エネルギー加速器研究機構
J‐PARCセンター
物質・⽣命科学ディビジョン⻑
⾦⾕ 利治

中性子実験装置：19台が稼働、2台が建設中

J-PARC 物質・⽣命科学実験施設(MLF) の中性⼦実験装置

現在：中性⼦実験装置：21台が稼働中
特殊環境中性⼦回折装置(KEK,京⼤,NEDO)

超⾼分解能粉末回折装置(KEK)

中性⼦共鳴スピン
エコー分光器群
中性⼦核反応測定装置(KEK, 京⼤)
(東⼯⼤, JAEA, 北⼤)
中性⼦光学基礎物理実験装置(KEK)

中性⼦源特性試験装置(JAEA)

超⾼圧中性⼦回折装置(東⼤, JAEA)

茨城県⽣命物質構造解析装置(茨城県)

ダイナミクス解析装置(JAEA：共⽤)

⾼分解能型チョッパー分光器 (KEK)

4次元空間中性⼦探査装置(JAEA, KEK,東北⼤：共⽤)

陽子ビーム

ミュオン源

中性子源

偏極中性⼦チョッパー型分光器(KEK, 東北⼤)

冷中性⼦ディスク
チョッパー型分光器(JAEA)

エネルギー分析型中性⼦イメージング装置(JAEA：共⽤)
⾼強度全散乱装置(NEDO, KEK)

⼤強度型中性⼦
⼩中⾓散乱装置(JAEA：共⽤)

ソフト界⾯解析装置 (KEK)

試料垂直型偏極中性⼦
反射率計 (JAEA：共⽤)

特殊環境微⼩単結晶中性⼦構造解析装置(JAEA：共⽤)

工学材料回析装置(JAEA)

茨城県材料構造解析装置
(茨城県)

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J-PARC 物質・⽣命科学実験施設(MLF)共同利⽤のしくみ

１/３

中性⼦ビームライン（BL）の運営• 「特定先端⼤型研究施設の共⽤の促進に関する法律」を適⽤し、科学技術の広範な分野における多様な研究開発等に活⽤されるために、共⽤に供される中性⼦ビームライン（共⽤ＢＬ）を設置することで、幅広いニーズに対応
設置者BL
8装置

設置者BL
4装置

共⽤BL
7装置

専⽤BL（注２）
2装置

CROSS（注１）

茨城⼤学（登録施設利⽤促進機関）

KEK（⼤学共同利⽤機関法⼈）

JAEA

茨城県

（国⽴研究開発法⼈）

J-PARCユーザーズオフィス（⼀元窓⼝）
・課題申請
・実験時の諸⼿続き採否通知

ユーザー（注１）⼀般財団法⼈総合科学研究機構：
法律に従い、共⽤ＢＬの利⽤者選定及び利⽤者⽀援業務を実施（注２）法律に定義される専⽤施設。
20%の利⽤時間は、専⽤施設以外のユーザーの共同利⽤に使⽤

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J-PARC MLF共同利⽤のしくみ

２/３

優れた研究成果を輩出できるように、課題公募により課題を受けつけ、課題審査委員会を設置し、優れた課題を選定するしくみを運⽤している。
利⽤者が応募できる課題：○定期募集課題
年２回⾏われる⼀般公募の利⽤区分であり、⼤学、⺠間企業及び公的研究機関等に属する研究者、⼤学院学⽣が申請できる。採択課題の有効期間は半年○⻑期課題
定期募集課題の中で、⻑期に渡った研究開発戦略が明確で、施設の性能を最⼤限に発揮させることによって科学的に際⽴った成果の創出が期待できる課題であり、複数の中性⼦実験装置を利⽤することも可能。
有効期間は３年、成果公開型課題（＊）のみ。

○緊急課題
学術的・社会的に重要性が極めて⾼く、迅速に実施する必要がある課題であって、公募期間によらず申請が可能。

○随時課題
産業界からの要望に応じ、年２回の募集よりも短いサイクルで、申請できる課題。
（茨城県のビームライン利⽤で実施中（年４回の募集））＊成果公開型課題 利⽤料は無償で、成果を公開することが条件。
⼀⽅、成果⾮公開型課題は、所定の利⽤料を払い、審査委員会を経ずに技術審査・安全審査を通過すれば実施できる。

2017年度の実績: 利⽤可能な20 台の中性⼦実験装置に対して 684(学術利⽤591、産業利⽤93)件の申請課題があり、そのうち473 (学術利⽤392、産業利⽤81)件を実施した。

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J-PARC MLF共同利⽤の成果３/３

・ 物質・⽣命科学実験施設（MLF）の利⽤に関わる成果は増加傾向あり、2018
年は 105 件の論⽂、65 件の査読付きプロシーディングスが発⾏された。
・ 論⽂の質を調べるために、NCI(Normalized Citation Impact)を指標として、同種の中性⼦利⽤施設である⽶国SNS、英国ISISとの⽐較を⾏った。MLFから質の⾼い論⽂が出されていることが分かる。

物質・⽣命科学実験施設を利⽤した研究の論⽂数推移（2018年12⽉集計中）（注）2014年度と2015年度は、関連する国際会議が多数開催され、プロシーディングス数が増加

NCIによる海外類似施設（⽶国SNS、英国ISIS）との⽐較（2017年−2016年）

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J-PARCからの中性⼦利⽤研究成果

１/２

SPring-8・J-PARC・京の連携活⽤による新材料開発技術『ADVANCED 4D NANO DESIGN』を完成
タイヤゴム中に形成される階層構造の中で、タイヤゴム性能にシリカ表⾯極近傍に束縛されたポリマーとその周囲に存在するポリマーの動きが重要であると考えられてきた。
住友ゴム⼯業株式会社他
平成28年10⽉29⽇
東京モーターショウ

J-PARC, SPring-8、京の成果を連結することで低燃費性・グリップを維持し、耐摩耗性能200%を実現 !!
SOFIA(BL16)での反射率測定「シリカ界⾯構造を計測」

ゴムの構造ダイナミクス研究から、変形時に発⽣する応⼒・歪集中のコントロールに着⽬。

充填剤界⾯の構造と動きを詳細に解析

AMATERAS（BL14)、DNA(BL02)での準弾性散乱測定「シリカ界面ポリマーのダイナミクス計測」

住友ゴム⼯業株式会社らによる2015年11⽉12⽇付のプレスリリースより転載
http://j-parc.jp/ja/topics/2015/Press151112.html

製品化された低燃費タイヤ「エネセーブNEXT II」の開発に関して、⽇本経済新聞社の「2017年⽇経地球環境技術賞」最優秀賞を受賞

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J-PARCからの中性⼦利⽤研究成果

２/２

中性⼦が拓く安全・⼤容量リチウムイオン電池
容量、コスト、安全性を追求

中性⼦回折によるLi拡散経路の解析が開発の鍵（3次元的な拡散経路が⾼い伝導性）
1次元的な拡散経路

東工大 菅野教授

東京⼯業⼤学、トヨタ⾃動⾞、KEKのグループが、リチウムイオン電池の3倍以上の出⼒特性を持つ、全固体（型）セラミックス電池を開発︕

Li10GeP2S12Nature Materials (2011)
4年で450 citation

3次元的な拡散経路

Li9.54Si1.74P1.44S11.7Cl0.3
Nature Energy (2016)

超イオン伝導体を発⾒し全固体セラミックス電池を開発「全固体電池搭載のＥＶを2022年国内発売へ」

プレス発表 http://www.j‐parc.jp/ja/topics/2016/Press160322.html

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１/３

MLFにおける産業利⽤への取り組み

中性⼦産業利⽤推進協議会
J-PARC と JRR-3 の中性⼦実験装置の産業利⽤を推進する企業の団体
ビーム供⽤開始に当たり、将来の主要な利⽤者として想定される有⼒企業で構成する「中性⼦産業利⽤推進協議会」が平成 20 年５⽉ 15 ⽇に設⽴。
当初より産業界からの期待も⾼い。
１．役員会⻑
新⽇本住⾦ 名誉会⻑副会⻑ ⽇⽴製作所 相談役
トヨタ⾃動⾞ 代表取締役会⻑
顧問
武蔵学園 学園⻑

今井 敬（経団連名誉会⻑）
庄⼭悦彦
内⼭⽥⽵志
有⾺朗⼈

２．活動内容・運営委員会：協議会の運営、産業界の意⾒と要望の取りまとめ・研究会：特定テーマに関する産学官共同研究の推進
・技術セミナーと講習会の開催：会員企業への出前講義、中性⼦測定技術の講習会
・情報提供：中性⼦データベースシステム、研究成果の配信
３．参加団体
平成30年5⽉31⽇現在

企業49社、2 研究機関

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MLFにおける産業利⽤への取り組み

２/３

MLF産業利⽤報告会
毎年7⽉頃開催
産学官より300名以上の参加

イノベーションの共創
産業界と施設それぞれが求める“成果”の摺り合わせ
これを実現するために基礎研究
応⽤研究
製品開発
商品⽣産
クレーム対応中性⼦利⽤成果

産業界が求める
企業価値

装置側の取組

平成30年7⽉23⽇、24⽇秋葉原ダイビル

試料環境装置の開発・改良
試料ホルダーの開発
新たな測定⽅法や解析⽅法マッチングがうまく⾏った成功例を紹介することで新たな動機を⽣み出す（産業利⽤の誘発）

ポスター発表の場が相談会に

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MLFにおける産業利⽤への取り組み

３/３

本格的産学連携へ向けた新しい試み
１）企業コンソーシアムの形成による産・学・施設の連携：⾮競争領域での研究（成果公開型）
企業コンソーシアム

⾮競争領域

 産業界は学術から実験・解析の⽀援等を受け、中性⼦研究能⼒の向上とイノベーション創出を加速できる
 施設は学術の⽀援を受け、産業界からの資⾦等提供により、産業界のイノベーション創出と論⽂増加等の成果創出が加速される
 学術は産業成果の創出に貢献し、産業界にマッチした⼈材育成を⾏う

２）総合企業とMLFの間での「組織」対「組織」の連携：競争・⾮競争領域での研究（成果公開・⾮公開型）
総合企業

⾮競争領域
競争領域

 実験施設の近くで企業と交流できる環境をつくる
 施設の装置担当者との連携を強化して研究を進めることによって、企業内では困難な中性⼦の専⾨家の育成が可能となる
 企業が必要とする種々の分野での研究に対して、迅速な対応が可能となる
 競争領域および⾮競争領域での研究が可能となり、企業の種々の要求を満たすことができる

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