CROSS Reports - CROSS 中性子科学センター

CROSS Reports Vol. 3, Article 4「J-PARC MLFのビームライン関連研究成果分析― 2025年1月実施 ―」

伊藤崇芳 — Thu, 06 Nov 2025 07:11:50 +0000

CROSS Reports Vol. 3, Article 4「J-PARC MLFのビームライン関連研究成果分析― 2025年1月実施 ―」

CROSS職員の技術報告などを掲載するCROSS Reportsで、Volume 3, Article 4「J-PARC MLFのビームライン関連研究成果分析― 2025年1月実施 ―」を2025年11月6日に発行しました。

概要

大強度陽子加速器施設（J-PARC）の物質・生命科学実験施設（MLF）では、半年毎に研究成果分析を実施し、一部のデータをMLF Webサイト（通称Meet@MLF）で公開している。本報告では、MLFで行っている研究成果分析の手順や指標などの詳細を述べる。Meet@MLFではMLF施設全体を対象として情報を公開しているが、今回は、ビームライン（BL）に関連した結果に焦点を当て、論文数、分野割合、Top10％論文の経年変化について分析した。BLに関連した論文数は、稼働するBL数およびビーム出力の増加に伴い単調増加を続けていたが、新規BLの建設ラッシュが落ち着き、これらの装置が安定的に運用されるようになった2020年以降の論文数は頭打ちとなっており、プラトーに達した可能性がある。出版された論文の分野割合についても、稼働するBLの増加に伴った変化が見られ、運用開始後しばらくの間は半数以上がPHYSICSであったが、CHEMISTRYおよびMATERIALS SCIENCEが徐々に増え、現在ではこれらが三大分野となっている。一方で、Top 10%論文数は増加を続けており、論文の質が上がりつつあると考えられる。Top10％論文では、PHYSICSとMATERIALS SCIENCEが多いことが分かった。

記事情報

記事タイトル	J-PARC MLFのビームライン関連研究成果分析― 2025年1月実施 ―
著者	五十嵐美穂, 伊藤崇芳, 岡﨑伸生, 安部裕美, 川北至信
DOI	https://doi.org/10.57378/crossrep.2025004

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CROSS Reports Vol. 3, Article 3「J-PARC MLFの実験報告書公開環境の整備」

伊藤崇芳 — Thu, 24 Apr 2025 07:52:47 +0000

CROSS Reports Vol. 3, Article 3「J-PARC MLFの実験報告書公開環境の整備」

CROSS職員の技術報告などを掲載するCROSS Reportsで、Volume 3, Article 3「J-PARC MLFの実験報告書公開環境の整備」を2025年4月24日に発行しました。

概要

大強度陽子加速器施設（J-PARC）の物質・生命科学実験施設（MLF）の利用約款では、「成果公開利用による実験を実施した場合は、課題を終えた期の終了後60日以内に実験報告書を提出しなければならない」とされており、「提出された実験報告書を当該提出期限から6か月後に公開するものとする」と定められている。我々は、情報収集体制やシステムを構築することにより、実験報告書を定期的にMLF Webサイト（通称Meet@MLF）で迅速かつ正確に公開できる環境を整備した。

記事情報

記事タイトル	J-PARC MLFの実験報告書公開環境の整備
著者	五十嵐美穂, 岡﨑伸生, 伊藤崇芳
DOI	https://doi.org/10.57378/crossrep.2025003

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CROSS Reports Vol. 3, Article 2「J-PARC MLF BL17 1 Tマグネット電流制御用小型デバイス制御サーバーの開発」

伊藤崇芳 — Thu, 24 Apr 2025 07:46:04 +0000

CROSS Reports Vol. 3, Article 2「J-PARC MLF BL17 1 Tマグネット電流制御用小型デバイス制御サーバーの開発」

CROSS職員の技術報告などを掲載するCROSS Reportsで、Volume 3, Article 2「J-PARC MLF BL17 1 Tマグネット電流制御用小型デバイス制御サーバーの開発」を2025年4月24日に発行しました。

概要

大強度陽子加速器施設（J-PARC）物質・生命科学実験施設（MLF）に設置されている偏極中性子反射率計 BL17 SHARAKU で用いられている 1 T マグネットの制御では従来プログラマブル・ロジック・コントローラ（PLC）を使用していたが、制御信号の配線が長いためにノイズが混入しやすく、弱磁場実験に必要な磁場制御精度が不足していた。我々は、これらの課題を解決するため、小型デバイス制御統合システムを開発した。このシステムは、弱磁場実験に必要な高分解能磁場制御、高周波ノイズの除去機能、試料環境機器との一体化が可能という特徴を持つ。本開発では、従来計算機室内の大型サーバーで行われていたデバイス制御を、手のひらサイズの小型計算機 Raspberry Pi 4 に実装し、汎用的で多彩なデジタル、アナログ、波形入出力と高分解能制御を安価に実現できる小型入出力ユニット（株式会社コンテック社製）、高周波ノイズを除去するためのローパスフィルタを組み合わせた。PLCは12bitのdigital-to-analog 変換（DA変換）であるのに対し、新しく開発したシステムは 16bitとなり、磁場制御の分解能は 0.49 mTから0.031 mTに向上した。またノイズについては、最大 ±10 Vの制御信号に対して約1 Vの高周波ノイズがのっていたが、新システムでは約0.05 Vまでノイズが低減できた。以上の理由で、マグネットのみならず、J-PARC MLF内の多くの試料環境機器の制御への展開が期待されている。

記事情報

記事タイトル	J-PARC MLF BL17 1 Tマグネット電流制御用小型デバイス制御サーバーの開発
著者	笠井聡, 青木裕之, 大内啓一, 阿久津和宏, 花島隆泰, 宮田登
DOI	https://doi.org/10.57378/crossrep.2025002

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【CROSS Reports】Vol. 3, Article 1「J-PARC MLF BL11におけるリモートデスクトップ接続を用いたリモート解析環境の構築」

伊藤崇芳 — Fri, 14 Feb 2025 05:54:43 +0000

【CROSS Reports】Vol. 3, Article 1「J-PARC MLF BL11におけるリモートデスクトップ接続を用いたリモート解析環境の構築」

CROSS職員の技術報告などを掲載するCROSS Reportsで、Volume 3, Article 1「J-PARC MLF BL11におけるリモートデスクトップ接続を用いたリモート解析環境の構築」を2025年2月14日に発行しました。

概要

大強度陽子加速器施設(J-PARC)の物質・生命科学実験施設(MLF)のBL11に設置されているビームラインPLANETでは、これまで測定したデータをリモート解析したいという要望があったが、それを定常的に行える仕組みが整備されていなかった。この要望に応えるため、リモートデスクトップ接続環境として広く使われているNoMachineを用い、リモート解析が行える仕組みを構築した。このシステムはクラウド上に構築されており、ユーザーはNoMachineクライアントを利用することで、インターネット環境さえあればどこからでも解析することが可能となった。

記事情報

記事タイトル	J-PARC MLF BL11におけるリモートデスクトップ接続を用いたリモート解析環境の構築
著者	岡崎伸生、服部高典
DOI	https://doi.org/10.57378/crossrep.2025001

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【CROSS Reports】Vol. 2, Article 5「偏極解析スーパーミラーアナライザー用ステージの開発」

伊藤崇芳 — Tue, 24 Dec 2024 06:51:49 +0000

【CROSS Reports】Vol. 2, Article 5「偏極解析スーパーミラーアナライザー用ステージの開発」

CROSS職員の技術報告などを掲載するCROSS Reportsで、Volume 2, Article 5「偏極解析スーパーミラーアナライザー用ステージの開発」を2024年12月20日に発行しました。

概要

大強度陽子加速器施設（J-PARC）物質・生命科学実験施設（MLF）内のビームラインである中性子小角・広角散乱装置（BL15 大観）では、非偏極の中性子ビームを用いた実験に加えて、偏極中性子ビームを用いて試料の磁気構造を解析する偏極解析実験も行われている。試料で磁気散乱された中性子のスピン状態を観測するためにBL15では3Heスピンフィルターを用いた偏極子の開発が行われてきた。本レポートでは、マグネットと共存し、偏極率の高い偏極解析を可能にする中性子スーパーミラーを用いた偏極解析アナライザー用ステージの開発について述べる。ただし、中性子スーパーミラーを用いたアナライザーはカバーする立体角が小さいことから、BL15の観測可能エリアを全てカバーするのではなく、試料からの磁気散乱角度に合わせアナライザーを配置する必要がある。そこで任意の磁気散乱を解析するため、偏極解析アナライザー駆動部の手動ステージを段階的に自動ステージ化することも行った。本装置による偏極解析の高度化により得られた実験の効率化についても述べる。

記事情報

記事タイトル	偏極解析スーパーミラーアナライザー用ステージの開発
著者	森川利明、大石一城、中島多朗
DOI	https://doi.org/10.57378/crossrep.2024005

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【CROSS Reports】Vol. 2, Article 4「中性子小角散乱用1 T電磁石の実験システム構築とユーティリティ開発」

伊藤崇芳 — Tue, 24 Dec 2024 06:32:23 +0000

【CROSS Reports】Vol. 2, Article 4「中性子小角散乱用1 T電磁石の実験システム構築とユーティリティ開発」

CROSS職員の技術報告などを掲載するCROSS Reportsで、Volume 2, Article 4「中性子小角散乱用1 T電磁石の実験システム構築とユーティリティ開発」を2024年12月20日に発行しました。

概要

大強度陽子加速器施設（J-PARC）物質・生命科学実験施設（MLF）内のビームラインである中性子小角・広角散乱装置（BL15 大観）と偏極中性子反射率計（BL17 写楽）では、従来1 T電磁石を共用していた。しかし、各々のビームラインで1 T電磁石を利用するユーザーが増えてきたことから、個別に1 T電磁石を準備する必要性が生じた。また、各々のビームラインで電磁石設置方向（縦置き、横置き）が異なることから、利用時のクレーン作業の面でも問題を抱えていた。このことから、BL15専用の1 T電磁石を導入し、専用バイポーラ電源及び、インターロックシステムから成る実験システムを構築した。1 T電磁石に専用架台、4 K冷凍機取付け治具、バックグラウンドノイズ除去板を取り付け、BL15での実験に適した形に整備後、ユーザーへの供用を開始した。更に、4 K冷凍機用試料交換器、自動試料交換機などのユーティリティを開発することによって、かねてからのユーザーからの要望に応えるとともに実験の効率性を向上させた。今後は、レーザー加熱炉との組み合わせも含め、更に利便性の高い装置への改善を図る。

記事情報

記事タイトル	中性子小角散乱用1 T電磁石の実験システム構築とユーティリティ開発
著者	森川利明、大内啓一、大石一城、河村幸彦、廣井孝介
DOI	https://doi.org/10.57378/crossrep.2024004

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【CROSS Reports】Vol. 2, Article 3「中性子小角･広角散乱実験その場同時測定用スプレー式試料塗布装置の開発」

伊藤崇芳 — Thu, 24 Oct 2024 03:05:11 +0000

【CROSS Reports】Vol. 2, Article 3「中性子小角･広角散乱実験その場同時測定用スプレー式試料塗布装置の開発」

CROSS職員の技術報告などを掲載するCROSS Reportsで、Volume 2, Article 3「中性子小角･広角散乱実験その場同時測定用スプレー式試料塗布装置の開発」を2024年10月18日に発行しました。

概要

近年、自動車用燃料電池に関する研究が活発に行われている。中でも、白金担持カーボンの凝集体とスルホン酸基を有するアイオノマーから形成される「触媒層」の形成プロセスを理解し、最適な触媒層構造を実現する製作プロセスを見出すことが、燃料電池の発電効率の向上につながる。そこで、実際の触媒層製造プロセスと同様に、触媒インクを基板シート上にスプレーで塗布した後、触媒層がどのように形成されていくかを観察するために、中性子小角・広角散乱その場同時測定用スプレー式試料塗布装置を開発した。本装置は、大強度陽子加速器施設（J-PARC）内の物質・生命科学実験施設（MLF）に設置された中性子実験装置（ビームライン）で使用され、自動車用燃料電池の研究に活用されている。

記事情報

記事タイトル	中性子小角･広角散乱実験その場同時測定用スプレー式試料塗布装置の開発
著者	森川利明, 鈴木淳市, 大石一城, 河村幸彦, 高田慎一, 廣井孝介, 大友季哉, 今井英人
DOI	https://doi.org/10.57378/crossrep.2024003

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CROSS Reports 記事追加「J-PARC MLF BL17におけるクラウドを使った実験状況モニタリングおよび解析システムの開発」

LX 永井一樹 — Fri, 28 Jun 2024 06:18:09 +0000

CROSS Reports 記事追加「簡易型化学重水素化装置の開発」

LX 永井一樹 — Fri, 28 Jun 2024 04:23:02 +0000

CROSS Reports 記事追加「J-PARC MLF BL11でのスクリーンショットによる測定状況確認システム」

LX 永井一樹 — Fri, 22 Dec 2023 14:29:42 +0000