トップ » 実験装置

中性子非弾性散乱

BL01 四季 4次元空間中性子探査装置

概要

スピン系および格子系の動的性質を運動量・エネルギーの4次元空間にわたって高い効率で幅広く観測

研究対象高温超伝導体をはじめとする強相関電子系の磁気励起、格子振動の測定
特徴高効率ビーム輸送系、大面積検出器、さらにフェルミチョッパーとしては世界初の複数エネルギー同時測定手法を採用し、これまで捉えきれなかった原子・スピンの微小な動きを効率よく捉えます。

関連記事

研究成果La5Mo4O16の磁気構造と磁気励起の研究: La5Mo4O16は、4d電子を持つ局在電子系である。最近La5Mo4O16では、磁気抵抗、磁化の長... (MLF Monthly Report 2017-05)
研究会2016年度量子ビームサイエンスフェスタ・第8回MLFシンポジウム (MLF Monthly Report 2017-03)
研究成果銅酸化物高温超伝導体LSCO系における磁気励起の擬ギャップ温度を挟んだ温度依存性: 銅酸化物高温超伝導体の発生メカニズムを決定する上で、アンダードープ組成において超伝導相の高温側で現れ... (MLF Monthly Report 2017-01)
装置整備四季の整備状況: 四季では夏季メンテナンス期間から今月にかけて、共通技術開発セクションの協力の下、以下のような装置のメ... (MLF Monthly Report 2016-11)
装置整備四季検出器保護システムの運用状況: 四季では有感長2.5 mの3He検出器を多数(現在266本)使用しており、それらは真空散乱槽内部に設... (MLF Monthly Report 2016-11)
装置整備揺動型ラジアルコリメータにおけるシフトモードの導入: 近年、強磁場や極低温といった特殊環境下での中性子実験のニーズが益々高まっているが、クオリティの高いデ... (MLF Monthly Report 2016-09)
研究成果ホール過剰ドープした鉄系超伝導体における磁気励起: 鉄系超伝導体は反強磁性秩序相の近傍に超伝導相が出現するため、その超伝導機構と磁性との関係が注目されて... (MLF Monthly Report 2016-09)
研究成果R2Ti2O7の格子振動と結晶場励起の研究: 希土類パイロクロア物質R2Ti2O7 (R = Tb, Dy, and Ho)は、RサイトとTiサイ... (MLF月間報告2016年07月)

BL02 DNA ダイナミクス解析装置

概要

ナノ秒領域のゆっくりとした原子・分子・スピン運動の測定による物質の機能と運動の関係を解明

研究対象生体高分子、ソフトマター、電池材料、触媒材料などの機能性材料中の原子運動、磁性体中のスピン運動
特徴革新的な低BG化加工Siアナライザーと複数エネルギーの同時利用で、これまで困難だった微量の生体高分子試料などからの微弱な非弾性シグナルの測定を、高効率かつ高いS/Nで実現する。

関連記事

受賞平成29年度 科学技術分野の文部科学大臣表彰科学技術賞 (MLF Monthly Report 2017-04)
研究成果中性子・計算機の相補利用によるイオン液体のイオン伝導機構の解明: イオン液体に少量の水を添加すると、粘度や伝導度が大きく変化する。高エネルギー分解能中性子分光器DNA... (MLF Monthly Report 2017-03)
研究成果J-PARC利用成果によるエコタイヤ、製品化へ:  J-PARC等を利用して開発された、新材料開発技術「ADVANCED 4D NANO DESIGN... (MLF Monthly Report 2016-10)

BL06 VIN ROSE 中性子共鳴スピンエコー分光器群

概要

中性子スピンエコー法で観測するとピコ秒からサブマイクロ秒における広い時間領域の原子分子ダイナミクス

研究対象水等の小さい分子から、超分子会合体等の巨大分子の緩和や拡散現象。ガラスや磁性体、強誘導体のスローダイナミクス。
特徴中性子スピンエコー法では中間相関関数I(Q,t)を直接評価する事が可能なので、緩和・拡散現象の測定に威力を発揮する。更に、中性子散乱では最高のエネルギー分解能を誇る。

BL12 HRC 高分解能チョッパー分光器

概要

高分解能で広くエネルギー・運動量空間を探査し、物質のダイナミクスを観測

研究対象固体中のスピン・原子・分子の運動
特徴高速回転フェルミチョッパーにより、世界最高分解能を実現し、高エネルギー中性子と小角散乱検出器の利用により、これまで到達不可能だったエネルギー-運動量空間へアクセスする事を目指します。

関連記事

研究成果マルチフェロイック物質NdFe3(BO3)4の結晶場励起: 磁性と誘電性が共存するマルチフェロイック物質は、TbMnO3の巨大な電気磁気(ME)効果の発見に始ま... (MLF月間報告2017年07月)
研究成果遍歴電子反強磁性体 γ-Fe0.7Mn0.3 におけるスピン波励起の減衰: 鉄系高温超伝導体においては、磁気励起の超伝導への関与が指摘されている。鉄系超伝導体母物質のスピン波励... (MLF Monthly Report 2017-05)
装置整備HRCにおけるフェルミチョッパーの改造: フェルミチョッパーは、遮蔽板とスペーサーを交互に積層したスリットパッケージを回転させ、スリットが中性... (MLF Monthly Report 2017-02)
研究成果Mg-Zn-Y LPSO合金の微視的弾性的性質の不純物効果: ここ十数年の間、ZnおよびYやGdなどの希土類金属を不純物としたMg合金(熊大マグネシウム)が、注目... (MLF Monthly Report 2016-11)
装置整備夏期停止期間中のHRCの整備:  HRCでの中性子ブリルアン散乱法の成功を受けて小角領域の検出器の増設がたびたび認められている。小角... (MLF Monthly Report 2016-10)
研究成果液体メタノールの中性子ブリルアン散乱: 液体のダイナミクスには単一粒子ダイナミクスと集団ダイナミクス[1]が存在するが、前者は非干渉性中性子... (MLF月間報告2016年08月)
装置整備小角検出器の整備: 高分解能チョッパー分光器(HRC)では、散乱角が0.6 - 4°の小角領域(設計では10°まで設置可... (MLF月間報告2016年07月)
研究成果金属強磁性体SuRuO3のスピンダイナミクスとワイルフェルミオン: SrRuO3は、ペロブスカイト型の結晶構造をとり、磁性原子であるRuがほぼ単純立方格子に配置される金... (MLF月間報告2016年06月)

BL14 アマテラス 冷中性子ディスクチョッパー型分光器

概要

「あまねく照らす」、「あまた照らす」のアマテラスで、低エネルギーのダイナミクス解明はお任せ!

研究対象固体内部の格子振動や磁気励起、また、液体、高分子、電池材料、触媒内部の原子、分子の移動、振動、拡散現象
特徴低エネルギー中性子を用いた高分解能測定に複数エネルギー同時測定手法を加え、物質中の原子、分子、スピンのゆっくりとした運動を効率的に観測します。

関連記事

受賞第14回日本中性子科学会奨励賞 (MLF Monthly Report 2017-01)

中性子回折

BL03 iBIX 茨城県生命物質構造解析装置

概要

高測定効率、高分解能で生体高分子や有機分子結晶の水素・水和構造を観測

研究対象タンパク質等の機能、化学反応に寄与する水素・水和構造の解明
特徴X線では困難な水素原子位置の決定、実験室X線装置並みの小さな結晶での測定が可能

BL08 SuperHRPD 超高分解能粉末中性子回折装置

概要

わずかな構造歪みを精度良く捉え、新しい構造物性を開拓

研究対象最新材料開発技術により生み出される複雑な構造、複合材料、階層構造の高精度解析
特徴X線では困難な水素原子位置の決定が可能です。また、強度、分解能の点でX線との相補性を実現させ、新しい構造解析法を開拓します。

関連記事

装置整備14Tマグネット励磁試験:  MLF BL08ビームラインにおいてSuperHRPDグループ所有の14Tマグネットの励磁試験を行... (MLF Monthly Report 2016-12)
研究成果粉末回折データ解析ソフトウェアZ-Codeのリートベルト解析ソフトウェアの配布: 【配布内容】Z-Rietveld for Mac 1.0.0 (動作環境:Mac OS 10.9 -... (MLF月間報告2016年07月)
研究成果高ナトリウムイオン伝導体の高温構造: ナトリウムイオン電池の正極材として最近開発されたNa2.5Fe1.75(SO4)3の高温構造とナトリ... (MLF月間報告2016年06月)

BL09 SPICA 特殊環境中性子回折計

概要

機能性材料の静的構造および実用デバイスのoprando測定による非平衡状態の構造のリアルタイム観測

研究対象機能性材料(イオン導電体,誘電体,磁性体,金属など)の階層構造の高精度解析。実用デバイス(蓄電池等)内の非平衡状態の構造変化観測
特徴水素やリチウムといった軽元素を含む材料の精密な構造解析。作動環境下での実デバイス中材料の構造変化観測。

関連記事

研究成果充放電しているリチウム電池の内部挙動の解析に成功 -中性子線を用い非破壊かつリアルタイム観測により実現-: 実電池の動作環境下の電池反応を観測するために、18650型円筒リチウムイオン電池を用いて0.05から... (MLF月間報告2016年07月)
研究成果ヒドリドイオン“H-”伝導体の発見: 水素の陰イオンであるヒドリド (H-) がイオン伝導する新しい固体電解質La2-x-ySrx+yLi... (MLF月間報告2016年06月)

BL11 PLANET 超高圧中性子回折装置

概要

圧力による物質の構造変化を見る
地球深部を分光器室内に再現する

研究対象高温高圧下における物質中の水素の挙動、地球内部での水・水素の状態、液体・非晶質の圧力誘起構造変化、低温高圧下での氷の構造変化
特徴6軸型マルチアンビル装置「圧姫」による高温高圧発生(10万気圧、2,000℃),
ファインな光学系によるクリーンな回折パターンの取得

関連記事

研究会JPGU-AGU Joint Meeting 2017 (MLF Monthly Report 2017-05)
研究会高圧力と量子ビームのマリアージュによる新規物性分野開拓の物質科学研究会 (MLF Monthly Report 2017-03)
研究会新学術領域"核-マントルの相互作用と共進化"成果報告会 (MLF Monthly Report 2017-03)
研究成果高圧氷に新たな秩序状態を発見 ~氷の五大未解決問題の一つを解決~: 我々に身近な氷は、温度と圧力により様々な結晶構造をとることが知られています。そのうち、低温高圧下(お... (MLF月間報告2016年07月)
受賞日本中性子科学会 技術賞を受賞 『超高圧中性子回折装置の建設と高温高圧下中性子回折実験の実現』
服部高典、佐野亜沙美、有馬寛 (MLF Monthly Report 2015年12月)

BL18 千手 特殊環境微小単結晶中性子構造解析装置

概要

モデルフリーで結晶構造・磁気構造を高精度に解明

研究対象有機物、無機物を問わず、機能材料の発現機構を結晶構造から解明
特徴広い逆空間を効率的に測定し、水素原子位置や複雑な磁気構造の決定を可能にします。また、極低温や磁場などの複合特殊環境下での測定を実現します。

関連記事

研究成果TOF単結晶中性子回折計SENJUの性能評価 (MLF Monthly Report 2016年2月)

BL19 匠 工学材料回折装置

概要

材料工学における実用材等の内部応力、組織等に係る様々な課題を解決する

研究対象鉄鋼や非鉄金属材料、セラミックス材料、金属基複合材料、小型部品から大型部品
特徴直交2方向以上のひずみ成分の同時測定、マルチピークの同時測定(FCC鉄鋼の場合15個以上)が可能です。高いピーク分解能による高いひずみ測定精度の実現。

関連記事

研究会匠ユーザーミーティング (MLF Monthly Report 2016-10)

BL20 iMATERIA 茨城県材料構造解析装置

概要

広d(格子長)領域・高効率・高分解能での結晶構造や原子配列の精密観測

研究対象リチウム電池・燃料電池等エネルギー関連材料等の結晶構造や原子配列の解明
特徴従来の粉末中性子回折装置に比べて100倍の強度
4つの検出器バンクによる多彩な観測
広いd領域での同時観測、産業利用の促進

関連記事

研究成果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: 世界最高のリチウムイオン伝導率を示す超イオン伝導体Li9.54Si1.74P1.44S11.7Cl0... (MLF月間報告2016年06月)
研究成果プレスリリース: 以下の2件のプレスリリースを発表した。1) ヒドリドイオン"H-"伝導体の発見2) 超イオン伝導体を... (MLF月間報告2016年03月)

BL21 NOVA 高強度全散乱装置

概要

水素誘起物性に対する原子位置・磁気構造の解析、水素との相関の導出による起源解明、不規則系における二体相関からのアプローチ研究

研究対象水素が誘起する諸物性(水素貯蔵材料や超伝導・磁性・誘電性等)に対し、水素等の原子位置や磁気構造、およびそれらの変化を観測して起源を解明する。また、非晶質や揺らぎ系に対しても二体相関の面から研究を行う。
特徴最隣接原子間距離からナノメートル程度の構造変化の観測も可能。中性子全散乱装置としての測定効率は、世界最高レベルとなっている。

関連記事

装置整備ラジアルコリメータの整備・完成: J-PARCの高強度中性子線を生かす上で、バックグラウンドの低減が不可欠である。物性を理解する上で極... (MLF月間報告2017年06月)
研究会2016年度量子ビームサイエンスフェスタ・第8回MLFシンポジウム (MLF Monthly Report 2017-04)
研究会日本物理学会第72回年次大会 (MLF Monthly Report 2017-04)
装置整備NOVAにおけるオンラインデータ処理システムの開発: J-PARC MLFの高強度中性子全散乱装置NOVAでは、MLFの大強度中性子ビームを利用した微量試... (MLF Monthly Report 2016-11)
装置整備IROHA2対応および全散乱測定耐圧容器の開発 (MLF Monthly Report 2016年2月)

中性子小角散乱・反射率

BL15 大観 中性子小角・広角散乱装置

概要

サブナノからミクロンスケールを広く見渡し、様々な物質の立体構造を解析

研究対象金属材料、ナノ磁性材料、ソフトマターや蛋白質およびそれらの複合体の構造解析、非平衡現象の解明
特徴高い空間・時間分解能での小角・広角散乱測定を最先端の偏極・集光中性子光学素子の利用により実現し、幅広い空間スケールの構造を解明します。

BL16 SOFIA ソフト界面解析装置

概要

物と物との境界である「界面」で起こる未知の現象を、中性子の「反射」で解明する

研究対象固体/固体や固体/液体、気体/液体など様々な界面
特徴中性子の高い透過性や同位体を区別できる性質を利用して、通常の方法では観察できない界面のナノ構造を調べることができます。また、ビームを下に向けることで、液体表面からの反射も観察できます。

関連記事

受賞Highlights of 2016 in Measurement Science and Technology (MLF Monthly Report 2017-05)
研究成果Grafting-to法を用いた高分子ブラシの形成過程: 高分子の末端を表面に化学的に結合させた、nmスケールのブラシは「高分子ブラシ」と呼ばれており、特に高... (MLF Monthly Report 2017-04)
研究成果有機EL素子の製造プロセスにおける界面拡散挙動とその性能に対する影響 (MLF Monthly Report 2016-12)
研究成果α-シクロデキストリンとの包接錯体形成によるポリエチレングリコールブラシの構造変化:  複数の環状分子に線状高分子が貫通した構造を持つポリロタキサン(PR)を利用した環動ゲルは架橋点が自... (MLF Monthly Report 2016-10)
研究成果架橋ポリイソプレン薄膜の溶媒膨潤挙動: ゴム材料の物性制御において、マクロな物性を支配していると考えられているフィラー界面における高分子鎖の... (MLF Monthly Report 2016-09)
研究成果大面積1次元楕円集光ミラーの開発とそれを用いた中性子反射率測定: 中性子反射率法は物質の界面で反射された中性子を計測し、その干渉を利用することによって数nm~数百nm... (MLF月間報告2016年05月)
装置整備ディスクチョッパー改造: BL16では、ガドリニウムの塗装を施したディスクチョッパーをこれまで使用してきた。BL16で使用する... (MLF月間報告2016年04月)
研究成果電池の特性を左右するSEI被膜 ~ その正体に迫る手法を開発: リチウムイオン二次電池は大容量で小型かつ軽量であるという特長を有し、既にスマートフォンやノートパソコ... (MLF月間報告2016年04月)

BL17 写楽 偏極中性子反射率計

概要

中性子のミクロな磁石でミクロな界面構造に迫る

研究対象機能性薄膜材料、生体膜などの機能発現機構を表面及び埋もれた界面の構造から解明します。
特徴偏極中性子を利用することで、磁性体、非磁性体、金属、ソフトマターなどの幅広い測定対象の反射率測定を高精度に実現。

中性子イメージング

BL22 螺鈿 エネルギー分析型中性子イメージング装置

概要

中性子透過強度のエネルギー依存性を利用した試料の結晶情報、元素情報および磁気情報の可視化

研究対象中性子ラジオグラフィ/トモグラフィおよび以下のような特性値の空間分布の可視化手法が求められるもの。1) ブラッグエッジイメージング:多結晶材料の結晶構造、相、組織、微細構造、応力、選択配向、大きさ。2) 偏極中性子イメージング:磁場のベクトル情報。3) 共鳴イメージング:元素密度及び温度。

中性子断面積測定, 中性子即発γ線分析

BL04 ANNRI 中性子核反応測定装置

概要

一瞬の核反応を手中に

研究対象中性子と原子核の反応を中性子のエネルギー毎に精密に測定し、新しい原子炉の開発や中性子科学研究を進展させる。
特徴中性子の飛行時間毎に中性子核反応で発生する放射線を精密に計測します。 大強度中性子ビームにより微量サンプルでも測定できます。

関連記事

受賞平成28年度科学技術分野の文部科学大臣表彰 科学技術賞 (MLF月間報告2016年04月)
受賞平成28年度科学技術分野の文部科学大臣表彰 科学技術賞 (MLF月間報告2016年04月)

中性子基礎物理実験, 中性子デバイス開発

BL05 NOP 中性子光学基礎物理実験装置

概要

先進中性子科学を駆使して、わずかに現れる高エネルギー現象の足跡を捉える

研究対象中性子崩壊、散乱、干渉、回折の精密測定による素粒子標準理論(小林-益川理論)を超える新たな素粒子現象の探索、中性子光学の基礎研究および応用研究

関連記事

研究会2nd workshop of Concepts of neutron sources (CoNS-II)新しい概念の中性子源を目指す研究会「第2回 Concept of Neutron Sources」 (MLF Monthly Report 2017-04)
研究成果A neutron detector with submicron spatial resolution using fine- grained nuclear emulsion: 原子核乾板(エマルジョン)はゼラチン中でAgBr結晶を成長、分散させたもので、放射線に対してカメラの... (MLF Monthly Report 2017-04)
受賞第11回(2017年)日本物理学会若手奨励賞(Young Scientist Award of the Physical Society of Japan) (MLF Monthly Report 2016-11)
研究成果中性子ドップラーシフターを用いた超冷中性子源の開発 (MLF Monthly Report 2016年1月)

BL10 NOBORU 中性子源特性試験装置

概要

大強度・大面積のパルス中性子ビームを利用した、機器特性評価や実験手法開発等、幅広い中性子利用の場を提供

研究対象パルス中性子イメージングによる、磁場、結晶組織、構成元素分布などの2次元・3次元情報の可視化。また、テストポート利用による、中性子ミラー、検出器、偏極子、チョッパー部品等の性能評価。

関連記事

受賞第64回日本金属学会論文賞受賞: 北海道大学佐藤博隆助教らがBL10中性子源特性試験装置 (NOBORU)で行ったブラッグエッジ法を用... (MLF Monthly Report 2016-09)

ミュオン分光

Muon D1 ミュオン物質生命科学実験装置

概要

超高感度の内部磁場測定を通じて物質と生命をミクロな視点から解き明かす

研究対象スピン回転・緩和による対象物質の電子状態の観測、あるいは対象物質中に導入した水素の電子状態シミュレーションなど
特徴運動量可変パルス正ミュオン利用のµSR実験装置
圧力・極低温など様々な複合環境下での測定により多種多様な現象に対応

Muon D2 ミュオン基礎科学実験装置

概要

正負のミュオンを用いて基礎物理から非破壊元素分析まで多彩な研究

研究対象ミュオン原子の構造や核反応、素粒子としてのミュオンの性質、考古学資料の非破壊元素分析
特徴正負の大強度高速ミュオン利用により、負ミュオン捕獲特性X線測定、ミュオンラジオグラフィーなど多彩な実験を実現
利用者による移動可能な実験装置の持ち込みが可能

Muon S1 ARTEMIS 汎用μSR実験装置

概要

超高感度の内部磁場測定を通じて物質と生命をミクロな視点から解き明かす

研究対象スピン回転・緩和による対象物質の電子状態の観測、あるいは対象物質中に導入した水素の電子状態シミュレーションなど
特徴運動量固定パルス正ミュオン利用のμSR実験装置
圧力・極低温を除く環境下では、D1と同等の測定が可能

関連記事

装置整備ミュオン S1実験エリア μSR分光器「アルテミス」のアップグレード: 物構研トピックス[1]やJ-PARC News[2]で案内したように、S1実験エリアには、ミュオンス... (MLF月間報告2016年06月)
装置整備実験エリアに分光器インストール: J-PARC物質・生命科学実験施設(MLF)にて建設を進めてきた低速ミュオンビームライン(S1実験エ... (MLF月間報告2016年05月)

Muon U1A 超低速ミュオン顕微鏡実験装置

コミッショニング中

概要

超高感度の表面近傍、多層薄膜における磁場測定を通じて、多層薄膜、ナノマテリアルや生命物質等の物性をミクロな視点から解き明かす

研究対象磁性体、超伝導体、半伝導体、生体物質、燃料電池等の研究の中で、薄膜、表面近傍に特化した材料科学研究に供される。
特徴世界最高強度パルス超低速ミュオン利用のµSR実験装置
様々な複合環境下での測定により多種多様な現象に対応
圧力・極低温を除く環境下では、D1と同等の測定が可能