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平成28年度 J-PARC/MLF 産業利用報告会

2016-7-21 (木) 13:00 - 16:35

無料
CROSS

平成28年度 J-PARC/MLF 産業利用報告会

J-PARC/MLFに関する成果報告会は、これまでJ-PARCセンターが主催するMLFシンポジウムと、茨城県とCROSS東海が共催する茨城県BL&CROSS TU成果報告会、ならびに、中性子産業利用推進協議会が主催する成果報告会がそれぞれ別個に開催して来ました。産業界が、J-PARC/MLFにおける産業利用、ならびに、それに向けた学術利用の状況を総合的に把握する場として、これらの成果報告会を一本化し、かつ、内容の充実を図るため、平成28年度の成果報告会につきましては、7月21日(木)~22日(金)に東京 秋葉原コンベンションホールにおいて、J-PARC/MLF全体としての報告会を開催することに致しました。多くの皆様にご参加いただきますようお願い申し上げます。

開催日時

平成28年7月21日(木)13:00~22日(金)16:35

場所

東京 秋葉原コンベンションホール
住所:〒101-0021 東京都千代田区外神田 1-18-13 秋葉原ダイビル 2F
アクセス:JR 秋葉原駅電気街口から徒歩1分(詳細は下図をご参照ください)
詳細地図

参加費

無料(事前申込制)

セミナー・交流会への参加申込み

参加を希望される方は下記までお申込みください。
中性子産業利用推進協議会 事務局 大内 薫 E-mail:address
(1)名前、(2)所属、(3)連絡先(電話番号、E-mail address)、(4)懇親会(参加費:3,000 円)への参加の有無(領収書を発行します)をご記入の上、メールにてお申込みください。

プログラム

平成28年7月21日(木)

13:00~13:05 開会挨拶
齊藤 直人 J-PARC センター長
13:05~13:15 文部科学省挨拶
上田 光幸 文科省量子放射線研究推進室長
J-PARC/MLFセッション1
司会:杉山 純(豊田中央研究所)
13:15~13:35 J-PARC/MLFの現状について
金谷 利治 MLFディビジョン長

J-PARC/MLFは4月30日と11月20日にそれぞれ5号機と7号機の水銀ターゲットの冷却系の不具合で運転を停止し、現在、予備機である2号機を使って200kW運転を行っており、ユーザーの皆さまに大変ご迷惑をお掛けしています。一方、J-PARC センターでは周辺環境などの整備が進み、成果創出に向けての新しい仕組みを導入することも検討中です。
本講演では、MLFの安定運転への対応状況をご説明するとともに、J-PARC/MLFの施設の現状と利用成果、ならびに、将来計画についてご報告致します。
13:35~13:55 中性子産業利用の現状
林 眞琴(CROSS)

J-PARC/MLFにおいては産業利用が順調に拡大し、茨城県のBL20「iMATERIA」では2012A以降、成果専有での利用率が50%を超えるまでに至っている。本講演では、J-PARC/MLFにおける産業利用の状況や利用成果を紹介する。
13:55~14:25 中性子・放射光を相補利用による高機能性酸化物の平均・局所 結晶構造解析 - リチウムイオン電池材料・強誘電材料 –
井手本 康(東京理科大学)

高機能性酸化物の特性向上の指針を得るためには、特性に係わる反応過程を知ることが重要である。リチウムイオン電池正極材料の充放電過程では、リチウムの脱挿入過程の構造変化が特性を支配する重要なキーになる。この過程について、中性子回折によりコインセルサイズの正極を用いて充放電過程の構造変化を捉えることに世界で初めて成功した。さらに、正極材料において結晶PDF解析を世界に先駆けて適用することで局所構造解析も可能になり、平均構造では明らかにできなかった局所的な構造変化(歪み、秩序-無秩序配列)などについて中性子と放射光X線を相補的に用いて明らかにした。ここで、局所構造初期モデルなどの妥当性の検証もこの理論計算で行うことができる。これらの方法を組み合わせて多角的に取り組むことで電池特性を支配する因子を明らかにし、電極材料の開発指針を得ていくことを目指している。また、強誘電・圧電材料である強誘電体酸化物において、強誘電特性と結晶・電子構造の関係について検討した。結晶構造解析から、格子・八面体歪みが強誘電特性と関連していることなどについて報告する。
14:25~14:55 高強度中性子全散乱装置NOVAによる高密度水素化物の構造解析
池田 一貴(J-PARC)

高強度中性子全散乱装置NOVAは、NEDO水素貯蔵材料先端基盤研究事業(平成19年度~平成23年度)によりJ-PARC/MLFのBL21に建設された装置で、水素貯蔵材料の構造解析を行える試料環境を備えている。水素貯蔵材料において、水素がどこに、どのように吸蔵され放出されるかを明らかにするため、高圧水素ガス雰囲気下でのその場中性子回折実験が可能である。NOVAは、全散乱法により回折プロファイルから動径分布を導出することを主目的とした装置であるが、高強度中性子回折装置として1秒程度の過渡現象の観測や1mg程度の微小試料の粉末構造解析にも利用できる。本講演では、NOVAの機能や周辺機器を紹介するとともに、水素貯蔵材料開発を目指した高密度水素化物の構造解析例を紹介する。
14:55~15:05 休 憩
J-PARC/MLFセッション2
司会:田平 泰規(三井金属鉱業(株))
15:05~15:35 小角散乱とブラッグエッジの同時解析による鉄鋼材料の特性評価
大場 洋次郎(京都大学)

J-PARC/MLFの稼働によってパルス中性子の特性を活かした新しい実験が可能になった。パルス中性子小角散乱実験では、小角散乱とブラッグエッジを同時に測定できるため、小角散乱の解析からナノ構造の情報を、ブラッグエッジの解析から回折の情報を同時に得ることができる。この手法を鉄鋼材料に適用すると、小角散乱から析出物の形状やサイズ等を解析し、同時にブラッグエッジから母相の結晶構造や結晶子サイズ等を解析できるようになる。本講演では、この手法の詳細と、実際に鉄鋼材料を測定し、時効による析出物と母相の変化をとらえた例を紹介する。
15:35~16:05 中性子反射率測定による塗膜・接着剤中の水分析
内藤 昌信(NIMS)

自動車や航空機等の軽量化において、異種材料を適材適所で組み合わせて活用するマルチマテリアル化が注目されているが、その一つに異材接着がある。接着接合の不確定要素の一つとして、接着剤中もしくは基材と接着剤間に含まれる微量な水が接着強度や寿命に大きく影響することがあげられる。そのため、水が接着機能に及ぼす影響を明らかにし、材料設計にフィードバックさせることが接着の実用化に向けた大きな課題となっている。その解決手段として、我々は中性子反射率測定による塗膜中の水分検出に注目した。本講演では、我々が開発した高接着性防錆薄膜だけでなく、現場で用いられる接着サンプルへの適用に関する試みについても紹介する。
16:05~16:35 遠心鋳造2相ステンレス鋼の残留応力測定
王 昀((株)日立製作所)

フェライト相とオーステナイト相を有する二相ステンレス鋼は、高強度と高耐食性を有するため、海水ポンプなどの強度や耐食性が要求される機器に適用されている。しかしながら、熱処理や鋳造などの熱履歴を受けた場合、相応力が発生し、疲労強度や機械的特性が影響を受けることが考えられる。相応力の発生機構を理解するために、本研究では、J-PARC/MLFのBL19「TAKUMI」を用いて、遠心鋳造で製作した二相ステンレス鋼の相応力を測定した。さらに、加工履歴が相応力へ及ぼす影響を検討するため、同材の単軸引張試験を行い、中性子回折のその場測定により格子ひずみおよび相応力の変化挙動を考察した。
16:35~17:15 <特別講演1>
量子ビーム解析とシミュレーション連携によるタイヤ用新材料開発
中瀬古 広三郎(住友ゴム工業(株) 常務執行役員 研究開発本部長)

自動車保有台数の継続的増加に伴い、CO2排出に寄与の大きい低燃費タイヤの需要が増加するなか、グリップ性能(安全)と耐摩耗性(省資源・強度)を同時に向上させた高性能タイヤの開発が強く求められている。しかしながら、これらは相反関係にあり、全てを向上させるためには、材料構造研究に加え、材料の機能と直接関係する運動性の理解が必要となる。当社では、SPring-8による構造解析に加え、J-PARC/MLFによる運動解析を連携することで、ゴム内部構造と分子運動を捉えることに成功した。これらの知見を元に「京」で大規模分子シミュレーションを行い、材料設計することで耐摩耗性を大幅に向上させる技術開発に成功した。本講演では、これらの取り組みと成果を報告する。
17:30~18:50 懇親会@ホワイエ(参加費:3,000円)

平成28年7月22日(金)

茨城県BLセッション
司会:峯村 哲郎(茨城県)
9:30~9:50 iMATERIAによる集合組織と残留オーステナイトの迅速測定技術
佐藤 成男(茨城大学)

金属材料の集合組織および相分率は材料の性質に影響を及ぼす重要な因子である。高い透過能を持つ中性子線を用いると、これらを表面だけでなく材料全体の情報として求めることができる。iMATERIAでは、Rietveld Texture Analysis法による集合組織・相分率の高速測定・解析システムを構築した。広い散乱角に検出器を持ち、回折強度と面間隔の分解能のバランスに優れたiMATERIAは、Rietveld Texture Analysis に理想的なビームラインであることが明らかになった。開発した新手法では、試料を回転させることなく、僅か数分の中性子線照射によって鋼材の集合組織と相分率を同時に決定することができる。これは世界中の中性子ビームラインを見渡しても他に見られない画期的な手法である。
9:50~10:10 iMATERIAの小角散乱機能の整備と分科会活動
小泉 智(茨城大学)
本講演では、iMATERIAにおける産業応用向けの小角散乱に関する最近の活動について報告する。iMATERIAでは小角バンク検出器の整備を終え、産業界向けの小角散乱の利用を開始している。現状の観測範囲(qmin=0.007A-1)は原子炉型ピンホール小角散乱装置とほぼ同等である。一方、J-PARC/MLFの大強度パルス中性子源の利得を活かすために、「中性子偏極」と「水素の核スピン偏極」を組み合わせた新しいコントラスト変調法を開発している。本技術を工業製品に適用するために、企業ユーザーに参画して貰って茨城県小角散乱分科会の活動を3年前に開始している。また、「汎用性と簡便性」を強みとする小型中性子源小角散乱装置の建設を理研と共同で開始している。これらの現状について報告する。
10:10~10:40 2次電池材料の研究開発動向とiMATERIAにおける成果
菅野 了次(東京工業大学)
超イオン導電体は、固体電解質として次世代二次電池の成否の鍵を握る重要な材料である。特に、リチウムが固体中を拡散する物質を用いると、蓄電池のエネルギー密度と入出力密度を高めることができる。固体電解質のリチウムイオン導電率は、液系電解質のイオン導電率に近年ようやく追いつき、更に高いイオン導電率を示す物質も見出された。その物質の構造とイオン導電機構をiMATERIAによる中性子回折で明らかにした。また、液系電池の特性を超える全固体電池も実現可能になった。本講演では、リチウム系とヒドリド系の超イオン導電体の合成、ならびに構造と物性について報告する。
10:40~11:00 休憩
司会:今野 美智子(茨城県)
11:00~11:30 放射光と中性子の連携利用によるタンパク質結晶構造解析の現状
三木 邦夫(京都大学)
タンパク質結晶学の分野で、放射光と中性子を連携利用が注目を集めている。その結果、タンパク質の高精度構造を決定することによる生体内化学反応の実験的理解が可能になりつつある。平成25年度より文部科学省「光・量子融合連携研究開発プログラム」が開始され、演者を課題責任者とするプロジェクト「中性子と放射光の連携利用によるタンパク質反応プロセスの解明」が現在進行している。放射光による高分解能X線解析のみならず、タンパク質大型結晶を用いた中性子線解析も推進している。中性子回折データは海外の中性子施設でも測定しており、X線および中性子構造解析の現状とともに、iBIXで測定したデータの評価についても紹介する。
11:30~11:50 FPPS-ビスホスホネート複合体におけるプロトン化状態の変化と水和構造
横山 武司(富山大学)
骨粗鬆症薬リセドロネート(RIS)とその標的タンパク質ファルネシル二リン酸合成酵素(FPPS)複合体の中性子結晶構造を、FRMIIのBIODIFFとJ-PARC・MLFのiBIXを利用して、2.4オングストローム分解能で決定した。本講演では、マクロシーディング法による大型結晶作成や中性子回折データ収集などの実験概要と、FPPSに結合したRISの側鎖およびリン酸基のプロトン化状態、リガンド結合に伴うプロトン化状態の変化、FPPSとRISの間に形成された20の水分子が形成する水素結合ネットワークなどについて議論する。
11:50~12:10 iBIXによる高機能性高分子材料の構造解析
田代 孝二(豊田工業大学)
我々は、様々な高分子試料の広角中性子回折データをiBIXを用いて収集し、X線回折では得難い水素原子位置の抽出などに重点をおいた高分子結晶構造解析を行ってきた。その目的は、精密な原子座標に基づく高分子極限物性の理論予測を行うことである。一般に、高分子結晶は様々の外部条件の変化に応じて敏感に構造を変え、場合によっては相転移現象を呈すし、それに伴って物性も大きく変化する。このような構造物性相関を原子レベルから解明するためには、外部場下における結晶構造の変化過程を調べることが必要である。最近、iBIXに延伸装置や加熱装置を設置した。その開発経緯を述べるとともに、高分子結晶構造解析の様々の事例を紹介する。
12:10~13:30 昼食休憩&ポスター展示@ホワイエ
13:30~14:30 <特別講演2>
鉄系超電導物質における新しい型の磁気秩序相

細野 秀雄(東京工業大学)
鉄系超伝導体LaFePOが発見されて今年で10年が経過する。これによって大きな磁気モーメントをもつ鉄の化合物は超伝導とは相性が悪いという”常識“は、もはや存在しなくなった。これまでの集中的研究によって、鉄系超伝導体の特徴は、母物質の大きな多様性と超伝導の発現機構の多様性が明らかとなった。本講演では、この10年間の進展の概要と、最も臨界温度の高い1111系の水素アニオンを利用した高電子ドープで出現する新しい磁気秩序相と電子相図の関係についての最近の結果を紹介する。
共用BLセッション
司会:福嶋 喜章(CROSS)
14:30~15:00 共用BLの現状について
鈴木 淳市(CROSS)
共用BLには、物質のダイナミクスを解析する2つのBL(「四季」、「DNA」)、ミクロ構造を解析する4つのBL(「PLANET」、「大観」、「写楽」、「千手」)、マクロ構造を解析するBL(「螺鈿」)の合計7つのBLがある。物質評価の基本ツールである小角散乱装置「大観」と反射率計「写楽」は、既に、コンタクトレンズや電池、ゴム、樹脂、食品等の産業分野において、物質の階層構造や表面?界面構造などの解析に幅広く利用されている。しかし、観測できる空間スケールや偏極ビームの利用範囲が広がってきたので、これらの新たな機能も活用されたい。準弾性散乱装置「DNA」や非弾性散乱装置「四季」では、電池やゴム、熱電材等の産業分野からの利用が急速に拡大しつつある。これらの分野では、物質の構造だけではなく、物質の特性が物質内部の原子や分子のどのようなダイナミクスに関係しているのかを調べ、特性の制御に活用しようとされている。このような産業利用の広がりは、共用BLにトライアルユース制度を適用したことの貢献が大きい。今後も同様の取り組みを進めたい。イメージング装置「螺鈿」の登場にも注目したい。「螺鈿」は、物体の透視解析という他のBLにない特徴を備えている。この特徴を活かした幅広い工学分野(自動車工学、宇宙工学、ロボット工学、金属工学、土木工学、食品工学等)での利用も促進したい。
15:00~15:30 J-PARCのパルス中性子を用いた新しいイメージング手法の開発
篠原 武尚(J-PARC)
J-PARC/MLFに新たに建設されたパルス中性子イメージング専用装置BL22「螺鈿」では、近年注目されている中性子透過率のエネルギー依存性を活用したエネルギー分析型中性子イメージング法の開発を進めている。この手法では、結晶構造情報や元素・温度情報、磁場情報の空間分布を取得できるため、これまでのイメージングとは異なり、観察対象の物理的な情報に関する可視化が可能となる。また、新しいイメージング技術として、中性子干渉法を応用して中性子の位相情報を利用する中性子位相イメージングの開発を推進しており、中性子イメージングの高感度化に関する研究開発も行っている。本講演では、「螺鈿」において進めているイメージング技術開発の現状と最近の研究成果を紹介する。
15:30~16:00 中性子準弾性散乱による電池材料中のイオン拡散解析
野崎 洋((株)豊田中央研究所)
ハイブリッド自動車および究極のクリーン車である燃料電池自動車では、二次電池と燃料電池が用いられている。より高性能な二次電池や燃料電池を開発するためには、高イオン伝導度を有する材料が求められる。そのためには各電池材料のイオン伝導機構を明らかにし、材料設計指針を得る必要がある。そこで我々は、プロトンやリチウムの検出に優れる中性子を用いた中性子準弾性散乱法により電池材料中のイオン伝導現象を解析した。その結果、プロトン伝導材料では、結晶中のイオン伝導パスを推定することができた。また、リチウムイオン伝導材料では、温度依存性から拡散係数と活性化エネルギーが求められ、電気化学測定結果と矛盾しなかった。
16:00~16:30 シリコン系ハイドロゲルのSAXS/SANS法による相分離構造解析
山本 勝宏(名古屋工業大学)
両末端重合性ポリジメチルシロキサン(PDMS-DA)とジメチルアクリルアミド(DMAA)からなる透明材料の含水ゲル内の相分離構造を、小角X線散乱および小角中性子散乱法により解析を行った。この透明材料は、ゲル内部に親水性ドメインおよび疎水性ドメインからなる共連続ネットワーク型ナノ相分離構造を形成する。また、親水性ドメインPDMAAに選択的に含水するハイドロゲルとなり、コンタクトレンズに応用されている。本講演では、(重)水/(重)メタノールによる親水性混合溶媒によって膨潤した状態での相分離ハイドロゲルの不均一構造を明らかにした結果を報告する。
16:30 閉会挨拶
横溝 英明 CROSS中性子科学センター長

主催

J-PARC センター
(一財)総合科学研究機構 中性子科学センター (CROSS東海)
茨城県
中性子産業利用推進協議会

協賛

J-PARC/MLF 利用者懇談会

詳細

日付:
2016-7-21 (木)
時間:
13:00 - 16:35
参加費:
無料
イベントカテゴリー:

主催者

J-PARCセンター
一般財団法人 総合科学研究機構(CROSS)中性子科学センター
茨城県
中性子産業利用推進協議会

会場

秋葉原コンベンションホール
Japan 〒101-0021 東京都
千代田区, 外神田 1-18-13 秋葉原ダイビル 2F
+ Google マップ
Web サイト:
http://www.akibahall.jp/data/access.html