KENS 中性子科学研究系

KEK

月例研究報告 6月

1. 研究グループの活動状況

(1) 量子物性グループ

 国際会議で以下の発表を行った。

  •  International Conference on Strongly Correlated Electron Systems (SCES 2014)(7月7-11日、グルノーブル)
     ・Intermultiplet transitions in filled skutterudite SmFe4P12
       S. Konno, A. Suzuki, K. Nihei, K. Kuwahara, D. Kawana, T. Yokoo, S. Itoh
     
  •  The 2nd International Symposium on Science at J-PARC(7月12-15日、つくば)
     ・Science from the initial operation of HRC
       S. Itoh, T. Yokoo, T. Masuda, H. Yoshizawa, M. Soda, Y. Ikeda, D. Kawana, T. J. Sato, Y. Nambu, K. Kuwahara,
       S. Yano, J. Akimitsu, Y. Kaneko, Y. Tokura, M. Fujita, M. Hase, K. Iwasa, H. Hiraka, T. Fukuda, K. Ikeuchi,
       K. Yoshida, T. Yamaguchi, K. Ono, Y. Endoh
  •  ・Polarised Neutron Spectrometer POLANO in J-PARC
       K. Ohoyama, T. Yokoo, S. Itoh, K. Iwasa, M. Ohkawara, N. Kaneko, J. Suzuki, M. Nanbu, H. Hayashida, T. Ino,
       T. Oku, H. Kira, S. Tasaki

 

(2) ソフトマターグループ

【BL16ソフト界面解析装置SOFIA】

 共同利用

 6/25までのビームタイムにて2014A期(前期)におけるユーザー共用を行った。SOFIAでは10件の一般課題が採択され、前期では6件の課題(うち2件は2014A後期も継続)を消化した。残りの課題は11月以降の2014A後期にて実施する予定である。

 

(3) 水素貯蔵基盤研究グループ

 国際会議で以下の発表を行った。

 The 2nd International Symposium on Science at J-PARC(7月12-15日、つくば)

  •  Change in Local Structure of V10Ti35Cr55D200 upon Cyclic Hydrogenation:
       K. Sakaki1 H. Kim, A. Machida, T. Watanuki, K. Ikeda, T. Otomo and Y. Nakamura
  •  A combination of anomalous x-ray scattering and neutron diffraction for structural characterizations of Zr63Cu25Al12 metallic glass:
       S. Hosokawa, J. Stellhorn, W.-C. Pilgrim, J.-F. Bérar, N. Boudet, A. Zeidler, H. Kato, Y. Kawakita, T Otomo
  •  A combination of anomalous x-ray scattering and neutron diffraction for structural characterizations of Zr45Cu45Ag10 metallic glass:
       S. Hosokawa, J. Stellhorn, W.-C. Pilgrim, N. Boudet, N. Blanc, S. Kohara, H. Tajiri, H. Kato, Y. Kawakita, T Otomo
  •  Neutron Diffraction Study of Isotope Enriched Glassy Sm4Ti9O24:
       K. Maruyama, Y. Arai, S. Sato, M. Sanada, T. Otomo, K. Suzuya and K. Itoh
  •  Structure and conductivity of Na-P-S superionic conducting glasses studied by neutron and X-ray diffraction:
       Y. Onodera, H. Nakashima, K. Mori, T. Otomo and T. Fukunaga
  •  Structural Study of Fe80B20 Amorphous Alloy by Anomalous X-ray Scattering Coupled with Neutron Diffraction:
       H. Arima, T. Kawamata, Y. Yokoyama, K. Sugiyama and T. Otomo
  •  Local Structure of Layered Li1.2Mn0.567Ni0.166Co0.067O2 Cathode Materials for Lithium Ion Batteries:
       H. Kim, H. Yu, H. Zhou, K. Sakaki, K. Ikeda, T. Otomo, A. Machida, T. Watanuki and Y. Nakamura
  •  Local Lattice Distortion Caused by Short-range Charge Ordering in Transition Metal Oxides:
       K. Kodama, N. Igawa, S. Shamoto, K. Ikeda, H. Ohshita, N. Kaneko, T. Otomo, K. Suzuya, A. Hoshikawa,
       and T. Ishigaki
  •  New Neutron Beam Monitor Based on GEM:
       H. Ohshita, M. Ishiwata, K. Iwase, F. Fujisaki, S. Muto, S. Satoh, T. Seya, M. Sakaguchi, T. Otomo, K. Ikeda,
       N. Kaneko and K. Suzuya
  •  High Intensity Total Scattering for Hydrogen in Materials:
       T. Otomo, K. Ikeda, H. Ohshita, N. Kaneko, T. Seya, F. Fujisaki, K. Suzuya

 

(4) KENS-DAQグループ

 LiTA12開発

 KENS DAQグループでは様々な中性子検出器システムを開発している。最近では高計数率のLiTA12システムを完成さ、2013年9月に機構報告をしている。LiTA12検出器システムは、2.1mm角1mm厚の6Liガラスシンチレータ(GS20)を浜松ホトニクス社のH9500シリーズの光電子増倍管(MPMT)のアノードに合わせ、16×16に3.04mmピッチで配置し、5cm×5cmの検出領域を持つ高計数率で高検出効率に中性子を測定できるシステムである。その後の開発で、2014年4月時点で約50Mcps(2Mcps/cm2)の高計数率測定を40%程度の中性子検出効率で達成している。しかし、6Liガラスシンチレータを高精度に加工する必要があり、高価で柔軟性に欠ける。そこで追加の機能で排他処理機能を付け、切らないシンチレータも使用できるようになった。シンチレータを切らないために光が広がり、計数率は10分の1程度に低くなるが、位置の不感領域もなくなり、中性子の検出効率が高くなった。
 排他処理機能の原理は、シンチレータの発光時間に近い時間間隔で近隣のピクセルを比較し、その中の一番大きな信号だけを選び、他の信号を捨てる。図1(右)に切らないシンチレータ(5cm角0.3mm厚の6Liガラスシンチレータ)をMPMTに貼り付けた検出器を、図1(左)にその排他処理機能の効果が表れたデータを示す。中性子を通さないカドミウムの「K」文字の影で、上は排他処理オフで、下はオンである。左側は波高分布図で62ピクセル目の波高分布図を示す。上の排他処理オフでは周りのピクセルからの光でピークが埋もれてしまっている。下の排他処理をオンでは本来の信号だけが選ばれ、6Liガラスシンチレータのピークが得られている。右側のグラフは全体の位置2次元分布図であり、排他処理により鮮明度が非常に良くなっているのがわかる。
 排他処理により、6Liガラスシンチレータに限定されなくなるので、γ線感度の低いZnSやLiCAFなどのシンチレータの使用ができるようになる。今後は排他処理機能を拡張した重心計算も進め、ハードウェア以上の位置分解能を得られるような研究開発を進めていく予定である。

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図1. (左)切らないシンチレータ(右)排他処理機能の効果