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成26年度 茨城県ビームライン・CROSSトライアルユース 成果報告会
2015-10-25 (日) 10:00 - 17:05
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平成26年度 茨城県ビームライン・CROSSトライアルユース
成果報告会
開催日時
2015年10月23日（金） 10:00～17:05
場所
化学会館
〒101-8307 東京都千代田区神田駿河台1-5
Tel: 03-3292-6161
JR中央線・総武線 御茶ノ水駅 御茶ノ水橋口から徒歩3分
地下鉄丸の内線 御茶ノ水駅 出口2から徒歩4分
地下鉄千代田線 新御茶ノ水駅 出口B1から徒歩5分
申込方法
下記の内容をご記入のうえ、10月15日までにメールでお申し込みください。
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(1) お名前
(2) ご所属
(3) ご連絡先 （電話番号、メールアドレス）
(4) 交流会に 参加する / 参加しない
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【申込み、問い合わせ先】
茨城県中性子利用促進研究会
事務局 田中志穂
Email: [email protected]
Tel: 029-352-3301
交流会
| 会費: | ¥3,000 |
| 時間: | 17:20～19:20 |
| 会場: | ナポリの下町食堂 お茶の水店 東京都千代田区神田駿河台2-1-45 ニュー駿河台ビル B1F |
プログラム （10月19日現在）
| 10:00 – 10:10 | 開会挨拶 | 林 眞琴 （茨城県） |
| セッション1: iMATERIA | 座長 峯村哲郎 （茨城県） |
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| 10:10 – 10:30 | 材料構造解析装置iMATERIA の現状と利用成果 iMATERIAは茨城県が中性子の産業利用のために建設を行った汎用型中性子回折装置である。背面バンクでは0.18～5.0 Åの領域でΔd/d～0.16%を実現しており、90度バンクと低角バンクまで用いることによりd～40 Åまでの広いd領域の測定が可能である。中性子源の強度が500 kWとなった現時点では、1 g程度の試料であれば5 分程度(背面バンク)で測定が可能となっている。本講演では、装置の現状と利用の状況や現在進行中の高度化の状況などを紹介する。 |
石垣 徹 （茨城大学） |
| 10:30 – 11:00 | LiCo1–xNixO2の局所構造解析とイオン伝導機構 リチウムイオン二次電池の正極材であるLiCoO2のCoサイトをNiへ置換していく影響を飛行時間型粉末中性子回折装置(iMATERIA@J-PARC, NOMAD@ORNL)を用いて、平均構造と局所構造の両方の観点で調べた研究を紹介する。結果として、Niが少ない方が格子定数比c/aが高いことから、平均的な伝導経路が広いことが分かった。また、Niのドープ量に関わらずCo-OとNi-Oの距離は保たれており、Ni-Oの方が長いことから、Niドープにより伝導経路が局所的に狭められ、Liイオン伝導の妨げになると考えられることが明らかとなった。 |
星川晃範 （茨城大学） |
| 11:00 – 11:30 | iMATERIAによる磁石材料構造解析 中性子回折による磁石材料の構造解析および磁気構造解析は、磁石材料主相の高い磁気異方性の機構解明や副相の構造および組織形成過程を研究するうえで不可欠のツールである。我々はiMATERIAを用いて磁石材料の構造解析を進めている。本講演では、下記の３つの成果について報告する。 (1) Sm-Fe-N 磁石の磁気構造解析 (2) (Nd,Dy)-Fe-B 磁石の希土類サイト占有率の決定とサイト選択機構の解明 (3) 高温 in situ 中性子回折による高温での Nd-Fe-B 磁石の構造解析 |
小野寛太 （KEK） |
| 11:30 – 12:00 | LixFePO4系Liイオン電池用正極材料の結晶構造緩和解析 Li イオン電池用正極材料LiFePO4は2相共存型の反応機構を経ることが報告されている。一方で、この材料の高速充放電を説明するために、リチウムが欠損した固溶相LiXFePO4(x<1)が反応中に形成され、この相が高速拡散路として機能する反応モデルが提唱されている。本研究においては、高速放電反応(5C レート)停止後に直ちに電池セルより取り出した電極を用い、緩和過程におけるTOF 中性子回折パターンをリートベルト解析して、緩和過程の結晶構造変化を捉えた。その変化から、LiFePO4の高速反応時の速度論的優先状態を押さえ、上記モデルの検証を試みた。 |
佐藤吉宣 （デンソー） |
| 12:00 – 13:00 | 昼食 | |
| セッション2: iBIX | 座長 今野美智子 （茨城県） |
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| 13:00 – 13:20 | 生命物質構造解析装置iBIX の現状と利用成果 茨城県生命物質構造解析装置iBIXは、生体高分子および有機化合物を主な測定対象とするTOF型中性子単結晶回折装置である。平成24年度末に基本的なビームライン機器整備を終了し、タンパク質試料の本格的測定が可能となった。平成26年度は、加速器出力が1MWに増強された場合に、試料サイズが1 mm3の試料の測定が可能となるように、データ精度向上のための検出器座標位置の精密決定、ならびに、TOFデータに対するプロファイルフィットによる積分強度抽出法の開発を行うとともに、ユーザーニーズに対応するための周辺装置の開発を進めてきた。本講演では、装置の現状と現在進行中の高度化の状況、および、利用成果を報告する。 |
日下勝弘 （茨城大学） |
| 13:20 – 14:00 | α-トロンビン-ビバリルジン複合体の結晶構造解析 セリンプロテアーゼの基質フリー状態モデルであるα-トロンビン-アセチルヒルジン断片複合体についてiBIXを用いた中性子解析実験を行った。体積1.2 mm3の結晶を用いた室温測定により2.4 Å分解能データを得た。X線回折データを併用したジョイント構造精密化によりこの複合体の活性部位等のプロトン化状態が明らかになった。以前に行ったα-トロンビン・生成物複合体などのセリンプロテアーゼの中性子構造解析結果との構造比較を行い、この解析により得られたα-トロンビンの反応機構についての知見を紹介する。 |
山田太郎 （茨城大学） |
| 14:00 – 14:40 | 電子伝達タンパク質の結晶構造解析 2つの電子伝達タンパク質、高電位鉄硫黄タンパク質(HiPIP)とシトクロムb5還元酵素(b5R)の大型結晶を作製し、iBIX において中性子回折実験を行った。大型結晶を段階的に抗凍結条件に移行した後に、100 K の窒素気流下で回折データを収集した。その結果、それぞれ1.1 Å(HiPIP)、1.4 Å(b5R)分解能という高分解能の回折データを取得することができた。HiPIP における高分解能構造解析の結果、水素原子構造において理想値からのずれを多数観測することができた。b5R においては、FAD 周辺の水素結合ネットワークを、水分子の水素原子を含めて全て明らかにすることができた。 |
平野 優 （JAEA） |
| 14:40 – 15:10 | 金属ヒドリドクラスターと有機典型型元素化合物の構造解析 化合物の性質に大きく寄与するが価電子の分布である。現在これを視覚的に明らかにする手法は計算化学とX線回折データによる電子密度分布解析に限られている。しかし、両手法ともに確かな結果を得るためには、初期値として、精度・確度の高い原子座標および熱振動パラメーター(構造パラメーター)が必要である。本講演では、有機分子(特にビラジカル)について中性子-X線の相補的測定によるX-N法と多極子展開法(X-X法)による電子密度分布解析の結果を比較し、結果の相違やデータの扱い等を議論する。 |
橋爪大輔 （理化学研究所） |
| 15:10 – 15:20 | 休憩 | |
| セッション3: CROSS TU | 座長 福嶋喜章 （CROSS） |
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| 15:20 – 15:50 | 中性子共用ビームラインの現状と利用成果 J-PARC/MLFには、広い時間・空間スケールでの動的・静的構造解析や超高圧等特殊環境下での構造解析、非破壊3D構造解析などを可能とする7つの中性子共用ビームラインが整備され、元素戦略やSIPなどの研究プロジェクトや、最先端材料開発研究を始めとする幅広い学術および産業分野で利用のニーズが高まっている。ビームラインでは、極低温、気体導入・調湿、電場、低温高圧、粘弾性、二軸引張などの多様な試料環境、使い易いモデル構築・解析環境、偏極・コントラスト変化実験環境、実験準備環境、情報支援環境も整備し、利用者がより成果を創出し易い環境を構築し、利用を支援している。本講演では、共用ビームラインの現状と代表的な利用成果を紹介する。 |
鈴木淳市 （CROSS） |
| 15:50 – 16:20 | 無機材料におけるナノ組織とフォノン状態密度の関係把握 ナノコンポジット化した無機材料は格子熱伝導率が大幅に低減することが分かっている。その理由として、粒界の増大、および、または、ナノ分散相と母相の界面導入によるフォノン散乱頻度の増大が考えられるが、それらの寄与度はわかっていない。 熱伝導率はフォノン1個の熱容量、固体中の音速、ならびにフォノンの平均自由行程の積の1/3 で表わされる。フォノンの平均自由行程は、非弾性散乱ピーク幅(寿命)から直接調べる以外にないと考えられる。そのため、粒界や分散相によって散乱されるフォノンの変化を中性子非弾性散乱によって観測し、寄与度を求めた結果を報告する。 |
前川諒介 （トヨタ自動車） 蒲沢和也 （CROSS） |
| 16:20 – 16:50 | セメント硬化物生成過程の水和度と自由水の定量的評価 セメント硬化体の細孔内に存在する水の性質は、硬化体の力学的性質に影響を及ぼすばかりではなく、乾燥収縮やクリープなどの体積変化にも密接に関係し，硬化体で構成される構造物の耐久性に影響を与える。そこで、中性子準弾性散乱を用いてセメント硬化体の練混ぜ初期から7ヶ月間の硬化過程を測定し、結合水の割合を算出することで、圧縮強度との関係を調べた。更に、水の存在する空間として、細孔径分布の変化過程も調べ、細孔構造との関係も考察した。 |
当銘 葵 （茨城大学） |
| 16:50 – 16:55 | 終了挨拶 | 横溝英明 （CROSS） |
主催
茨城県
総合科学研究機構 東海事業センター （CROSS東海）
共催
中性子産業利用推進協議会
茨城大学フロンティア応用原子科学研究センター
J-PARC/MLF利用者懇談会
協賛
J-PARCセンター （JAEA/KEK）（予定）