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平賀　富士夫 (ヒラガ　フジオ)

工学研究院　応用量子科学部門　物質量子工学助教

研究者基本情報

■ 学位
  • 博士（工学）, 北海道大学
■ URL
researchmap URLホームページURL■ ID 各種
J-Global ID■ 研究キーワード・分野
研究キーワード
  • モンテカルロシミュレーション
  • ホウ素中性子捕捉療法
  • 加速器科学
  • 中性子工学
  • 放射線工学
研究分野
  • エネルギー, 原子力工学
■ 担当教育組織

研究活動情報

■ 論文
■ その他活動・業績
  • Neutron Energy Resolution at ANNRI
    KINO Koichi; FURUSAKA Michihiro; HIRAGA Fujio; KAMIYAMA Takashi; KIYANAGI Yoshiaki; KIYANAGI Yoshiaki; KIMURA Atsushi; HARADA Hideo; NAKAMURA Shyoji; TOH Yosuke; IGASHIRA Masayuki; KATABUCHI Tatsuya; MIZUMOTO Motoharu; HORI Jun‐ichi, 日本原子力研究開発機構JAEA-Conf(Web), 2015-003, 3 (WEB ONLY), 2016年03月
    英語
  • ANNRIにおけるGeスペクトロメータを用いたTc‐99の中性子捕獲断面積の研究
    木野幸一; 加美山隆; 平賀富士夫; 鬼柳善明; 原田秀郎; 木村敦; 中村詔司; 井頭政之; 堀順一, 日本原子力学会春の年会予稿集(CD-ROM), 2015, ROMBUNNO.N03, 2015年03月05日
    日本語
  • いばらき中性子医療研究センターにおける加速器BNCT施設の建設
    小林仁; 栗原俊一; 吉岡正和; 松本浩; 松本教之; 熊田博明; 櫻井英幸; 田中進; 松村明; 菅野東明; 柱野竜臣; 中島宏; 中村剛実; 平賀富士夫; 大場俊幸; 小林創; 名倉信明; 黒川真一; 中本崇志; ZAGAR Tilen, 日本加速器学会年会(Web), 11th, SAOLP4 (WEB ONLY), 2014年
    日本語
  • 小型加速器中性子源の通信機器ソフトエラー試験への応用
    岩下秀徳; 新井薫; 小谷川喬; 佐藤博隆; 木野幸一; 加美山隆; 平賀富士夫; 鬼柳善明; 古坂道弘, 日本中性子科学会年会講演概要集, 14th, 31, 2014年
    日本語
  • いばらき中性子医療研究センターにおける加速器BNCT施設の建設(中間報告)
    吉岡正和; 栗原俊一; 小林仁; 松本浩; 松本教之; 熊田博明; 櫻井英幸; 田中進; 松村明; 菅野東明; 柱野竜臣; 中島宏; 中村剛実; 鬼柳善明; 平賀富士夫; 大場俊幸; 岡崎浩二, 日本加速器学会年会(Web), 10th, MOOS16 (WEB ONLY), 2013年
    日本語
  • ANNRIを用いたPd‐108の中性子捕獲断面積測定
    中村詔司; 木村敦; 北谷文人; 金政浩; 小泉光生; 藤暢輔; 原かおる; 廣瀬健太郎; 古高和禎; 原田秀郎; 大島真澄; 片渕竜也; 水本元治; 井頭政之; 木野幸一; 平賀富士夫; 加美山隆; 鬼柳善明; 堀順一; 八島浩, 日本原子力学会秋の大会予稿集(CD-ROM), 2012, ROMBUNNO.I02, 2012年09月03日
    日本語
  • 中性子核反応測定装置ANNRIを用いたTc‐99の中性子捕獲断面積測定
    木野幸一; 加美山隆; 鬼柳善明; 平賀富士夫; 古坂道弘; 太田雅之; 大島真澄; 北谷文人; 木村敦; 金政浩; 小泉光生; 後神進史; 藤暢輔; 中村詔司; 原かおる; 原田秀郎; 廣瀬健太郎; 古高和禎; 井頭政之; 片渕竜也; 水本元治; 堀順一; 高宮幸一; 福谷哲; 藤井俊行, 日本原子力学会春の年会予稿集(CD-ROM), 2012, ROMBUNNO.C33, 2012年03月02日
    日本語
  • ANNRIの中性子特性について
    鬼柳善明; 加美山隆; 木野幸一; 古坂道弘; 平賀富士夫; 藤田文行; 井頭政之; 片渕竜也; 水本元治; 太田雅之; 大島真澄; 北谷文人; 木村敦; 金政浩; 小泉光生; 後神進史; 藤暢輔; 中村詔司; 原田秀郎; 古高和禎, 日本原子力研究開発機構JAEA-Review(Web), 2011-014, 2.4.1 (WEB ONLY), 2011年06月
    日本語
  • Zr‐93の中性子捕獲断面積測定
    堀順一; 高宮幸一; 福谷哲; 藤井俊行; 太田雅之; 大島真澄; 北谷文人; 木村敦; 金政浩; 小泉光生; 後神進史; 藤暢輔; 中村詔司; 原田秀郎; 古高和禎; 井頭政之; 片渕竜也; 水本元治; 加美山隆; 木野幸一; 鬼柳善明; 平賀富士夫; 古坂道弘, 日本原子力研究開発機構JAEA-Review(Web), 2011-014, WEB ONLY 2.4.3, 2011年06月
    日本語
  • NaI(Tl)検出器を用いたJ‐PARC/ANNRIでのTc‐99の中性子捕獲断面積測定
    片渕竜也; 水本元治; 井頭政之; 木村敦; 藤暢輔; 中村詔司; 後神進史; 原かおる; 金政浩; 太田雅之; 北谷文人; 古高和禎; 小泉光生; 廣瀬健太郎; 原田秀郎; 大島真澄; 堀順一; 木野幸一; 加美山隆; 平賀富士夫; 古坂道弘; 鬼柳善明, 日本原子力学会春の年会予稿集(CD-ROM), 2011, ROMBUNNO.M16, 2011年03月11日
    日本語
  • 全立体角Geスペクトロメータを用いたJ‐PARC/NNRIでの93Zrの中性子捕獲断面積測定
    堀順一; 高宮幸一; 福谷哲; 藤井俊行; 太田雅之; 大島真澄; 北谷文人; 木村敦; 金政浩; 小泉光生; 後神進史; 藤暢輔; 中村詔司; 原田秀郎; 古高和禎; 井頭政之; 片渕竜也; 水本元治; 加美山隆; 木野幸一; 鬼柳善明; 平賀富士夫; 古坂道弘, 日本原子力学会秋の大会予稿集(CD-ROM), 2010, ROMBUNNO.I12, 2010年08月27日
    日本語
  • 高強度パルス中性子源を用いた革新的原子炉用核データの研究開発—(2) J-PARC捕獲断面積ビームライン
    木野 幸一; 加美山 隆; 鬼柳 善明; 平賀 富士夫; 古坂 道弘; 太田 雅之; 大島 真澄; 北谷 文人; 木村 敦; 金 政浩; 小泉 光生; 後神 進史; 藤 暢輔; 中村 詔司; 原田 秀郎; 古高 和禎; 井頭 政之; 片渕 竜也; 水本 元治, 日本原子力学会 年会・大会予稿集, 2010s, 47, 47, 2010年03月09日
    プロジェクト「高強度パルス中性子源を用いた革新的原子炉用核データの研究開発」のうち、中性子捕獲反応の高精度な断面積測定を目的として、J-PARC/MLFに中性子ビームラインを建設した。本発表では、このビームラインの構造を紹介し、得られる中性子ビームの特性について述べる。, 一般社団法人 日本原子力学会, 日本語
  • 高強度パルス中性子源を用いた革新的原子炉用核データの研究開発(6)NaI検出器を用いたJ‐PARCでの捕獲断面積測定
    片渕竜也; 水本元治; 井頭政之; 木村敦; 藤暢輔; 中村詔司; 後神進史; 金政浩; 太田雅之; 北谷文人; 古高和禎; 小泉光生; 原田秀郎; 大島真澄; 堀順一; 木野幸一; 加美山隆; 平賀富士夫; 古坂道弘; 鬼柳善明, 日本原子力学会春の年会予稿集(CD-ROM), 2010, ROMBUNNO.B44, 2010年03月09日
    日本語
  • 高強度パルス中性子源を用いた革新的原子炉用核データの研究開発(2)J‐PARC捕獲断面積ビームライン
    木野幸一; 加美山隆; 鬼柳善明; 平賀富士夫; 古坂道弘; 太田雅之; 大島真澄; 北谷文人; 木村敦; 金政浩; 小泉光生; 後神進史; 藤暢輔; 中村詔司; 原田秀郎; 古高和禎; 井頭政之; 片渕竜也; 水本元治, 日本原子力学会春の年会予稿集(CD-ROM), 2010, ROMBUNNO.B40, 2010年03月09日
    日本語
  • 高強度パルス中性子源を用いた革新的原子炉用核データの研究開発(5)全立体角Ge測定器を用いたJ‐PARCでの捕獲断面積測定
    木村敦; 太田雅之; 大島真澄; 北谷文人; 金政浩; 小泉光生; 後神進史; 藤暢輔; 中村詔司; 原田秀郎; 古高和禎; 井頭政之; 片渕竜也; 水本元治; 加美山隆; 鬼柳善明; 木野幸一; 平賀富士夫; 古坂道弘; 堀順一, 日本原子力学会春の年会予稿集(CD-ROM), 2010, ROMBUNNO.B43, 2010年03月09日
    日本語
  • 中性子核反応測定装置NNRI
    鬼柳善明; 木野幸一; 古坂道弘; 加美山隆; 平賀富士夫; 井頭政之; 片渕竜也; 水本元治; 大島真澄; 原田秀郎; 木村敦; 金政浩; 後神進史; 太田雅之; 藤暢輔; 小泉光生; 北谷文人; 中村詔司; 古高和禎, 波紋, 20, 1, 21, 24, 2010年01月20日
    日本語
  • ガンマ線検出器によるJ‐PARC MLF BL04の中性子束測定及び中性子・ガンマ線場の特性試験
    水本元治; 井頭政之; 片渕竜也; 堀順一; 木野幸一; 鬼柳善明; 加美山隆; 平賀富士夫; 古坂道弘; 木村敦; 藤暢輔; 中村詔司; 後神進史; 金政浩; 太田雅之; 北谷文人; 古高和禎; 小泉光生; 原田秀郎; 大島真澄, 日本原子力学会秋の大会予稿集(CD-ROM), 2009, J14, 2009年08月28日
    日本語
  • J‐PARC/MLFビームラインBL04における中性子スペクトルの測定
    太田雅之; 大島真澄; 北谷文人; 木村敦; 金政浩; 小泉光生; 後神進史; 藤暢輔; 中村詔司; 原田秀郎; 古高和禎; 井頭政之; 片渕竜也; 水本元治; 加美山隆; 木野幸一; 鬼柳善明; 平賀富士夫; 古坂道弘, 日本原子力学会秋の大会予稿集(CD-ROM), 2009, J15, 2009年08月28日
    日本語
  • J-PARC/MLF BL04におけるNaI(Tl)検出器の特性試験
    片渕 竜也; 水本 元治; 井頭 政之; 木村 敦; 藤 暢輔; 中村 詔司; 後神 進史; 金 政浩; 太田 雅之; 北谷 文人; 古高 和禎; 小泉 光生; 原田 秀郎; 大島 真澄; 堀 順一; 木野 幸一; 加美山 隆; 平賀 富士夫; 古坂 道弘; 鬼柳 善明, 日本原子力学会 年会・大会予稿集, 2009, 0, 59, 59, 2009年
    J-PARC MLF（物質・生命科学実験施設）ビームライン4（BL04）において、MAおよびLLFP核種の中性子捕獲断面積の測定を計画している。今回、NaI(Tl)検出器を用いて、中性子捕獲反応実験のための予備実験を行った。その結果について報告する。, 一般社団法人 日本原子力学会, 日本語
  • 中性子ビームラインNNRI
    木野幸一; 加美山隆; 鬼柳善明; 平賀富士夫; 古坂道弘; 太田雅之; 大島真澄; 北谷文人; 木村敦; 金政浩; 小泉光生; 後神進史; 藤暢輔; 中村詔司; 原田秀郎; 古高和禎; 井頭政之; 片渕竜也; 水本元治, 日本原子力学会北海道支部研究発表会講演要旨集, 27th, 14, 15, 2009年
    日本語
  • J-PARC/MLF BL04の中性子ビームの空間及びエネルギー分布とパルス形状の測定
    木野 幸一; 加美山 隆; 鬼柳 善明; 平賀 富士夫; 古坂 道弘; 太田 雅之; 大島 真澄; 北谷 文人; 木村 敦; 金 政浩; 小泉 光生; 後神 進史; 藤 暢輔; 中村 詔司; 原田 秀郎; 古高 和禎; 井頭 政之; 片渕 竜也; 水本 元治, 日本原子力学会 年会・大会予稿集, 2009, 0, 174, 174, 2009年
    J-PARC/MLF BL04にて中性子ビームの実験標的位置における空間分布とエネルギー分布を測定した。また、熱および熱外中性子エネルギー領域のパルスを測定した。これらの結果を中性子源シミュレーションによる結果と比較した。, 一般社団法人 日本原子力学会, 日本語
  • Pulsed Neutron Spectroscopic Imaging for Investigating Microstructure of Material
    Y. Kiyanagi; T. Kamiyama; T. Nagata; K. Sakuma; H. Iwasa; F. Hiraga; K. Iwase, NEUTRON RADIOGRAPHY, 363, 368, 2008年
    英語
  • 19aXB-7 パルス六極電磁石による中性子ビーム集光(X線・粒子線(中性子),領域10,誘導体,格子欠陥,X線・粒子線,フォノン物性)
    篠原 武尚; 岩下 秀徳; 鈴木 淳市; 奥 隆之; 加美山 隆久; 岩佐 浩克; 平賀 富士夫; 鬼柳 善明; 佐藤 孝一; 清水 裕彦, 日本物理学会講演概要集, 62, 1, 949, 949, 2007年02月28日
    一般社団法人日本物理学会, 日本語
  • 位置敏感型検出器を用いた結合型水素モデレータの低エネルギー中性子空間分布の測定(協力研究)
    甲斐 哲也; 加美山 隆*; 平賀 富士夫*; 加藤 崇; 鬼柳 善明*, JAEA-Research 2006-090, 35, 2007年02月
    中性子輸送計算で示されたパラ水素モデレータに対する15meV以下の中性子強度の特異な空間分布を確認するため、ピンホールカメラの原理により、モデレータ表面の中性子強度分布を測定した。モデレータ材料は、パラ水素及びオルソリッチ水素(オルソ/パラ比は60:40$\sim$70:30)を使用した。パラ水素モデレータでは、モデレータの周辺部で強度の増加を示していたが、オルソリッチ水素モデレータでは、周辺で強度の低下が見られた。これらは、計算で示された傾向と矛盾のないものであった。さらに、特異な分布の原因を議論するため、中性子エネルギースペクトルの位置依存性を測定した。15$\sim$100meVの領域では、両モデレータとも周辺部で高い強度を示した。15meV以下では、パラ水素モデレータでは、同様に周辺部で高い強度を示したが、オルソリッチ水素モデレータでは、周辺部で強度の減少が認められた。これらは、パラ水素の熱中性子に対する高い減速効率と冷中性子に対する透過率の大きさが特異な分布の原因であると考えられる。本研究で得られた結果は、J-PARCで使用の中性子輸送計算の信頼性を確認する根拠の一つである。, 英語, 機関テクニカルレポート，技術報告書，プレプリント等
  • 中性子非弾性散乱によるメタンハイドレートの微分断面積の詳細解析
    関直樹; 加美山隆; 鬼柳善明; 岩佐浩克; 平賀富士夫; 内田努; 山内宏樹; 井川直樹; 石井慶信; 海老沼孝郎; 成田英夫; BENNINGTON Stephen M., 日本原子力学会秋の大会予稿集(CD-ROM), 2006, 2006年
  • メタンハイドレートに特徴的な運動モードの解析
    関直樹; 加美山隆; 鬼柳善明; 岩佐浩克; 平賀富士夫; 内田努; 山内宏樹; 井川直樹; 石井慶信; 海老沼孝郎; 成田英夫; BENNINGTON S. M., 日本中性子科学会年会講演概要集, 6th, 2006年
  • Application of spectroscopic radiography using pulsed neutron time-of-flight method for material characterization
    Yoshiaki Kiyanagi; Takashi Kamiyama; Toshiyuki Nagata; Fujio Hiraga, ADVANCED NONDESTRUCTUVE EVALUATION I, PTS 1 AND 2, PROCEEDINGS, 321-323, 1663, 1666, 2006年
    英語
  • Dynamical structure of methane hydrate measured by neutron inelasitic scattering
    Kiyanagi, Y; Kamiyama, T; Ohnuma, S; Hiraga, F; Uchida, T; Ebinuma, T; Narita, H; Bennington, S, Proc. of 5th Int. Conf. on Gas Hydrates, 502, 506, 2005年
    英語, 研究発表ペーパー・要旨（国際会議）
  • Kiyanagi,Y., Kamiyama,T., Iwasa,H. and Hiraga,F. : "Characteristics of a New Type Neutron Radiography Using Time-of-Flight Method", Key Engineering Materials, Volumes 270-273 :1371-1375 (2004)*
    2004年
  • Kiyanagi, Y., Ogawa, Y., Kitazaki, K., Hiraga, F., Kamiyama, T. and Furusaka. M.: "Neutronic Studies on a Target-moderator-reflector Assembly for the JHF N-arena Spallation Neutron Source in Japan", Proc. 14th International Collaboration on Advanced Ne・・・
    1998年
    Kiyanagi, Y., Ogawa, Y., Kitazaki, K., Hiraga, F., Kamiyama, T. and Furusaka. M.: "Neutronic Studies on a Target-moderator-reflector Assembly for the JHF N-arena Spallation Neutron Source in Japan", Proc. 14th International Collaboration on Advanced Neutron Sources, Illinois, pp.599-604(1998)
■ 主な担当授業
  • 加速器科学特論-I, 2024年, 修士課程, 工学院
  • 加速器科学特論-II, 2024年, 修士課程, 工学院
  • 医理工加速器科学, 2024年, 修士課程, 医理工学院
  • 加速器科学特論-I, 2024年, 博士後期課程, 工学院
  • 加速器科学特論-II, 2024年, 博士後期課程, 工学院
  • 一般教育演習(ﾌﾚｯｼｭﾏﾝｾﾐﾅｰ), 2024年, 学士課程, 全学教育
■ Works（作品等）
  • 日本原子力学会2008年秋の大会
    2008年
■ 共同研究・競争的資金等の研究課題
  • ホウ素中性子捕捉療法のための電子線形加速器に基づく中性子源の基礎検討
    科学研究費助成事業
    2020年04月01日 - 2023年03月31日
    平賀 富士夫
    ホウ素中性子捕捉療法のための電子LINACとタングステンのターゲットを用いるビーム成形装置（BSA）は、ターゲットの耐用期間が長いことやBSAの放射化レベルが低くなることなどの利点を有する。しかし、入射電子のビームパワー当たりのターゲットの光中性子生成率が低く、限られた照射時間の間に治療効果のある線量を処方するにはBSAの中性子減速材や中性子フィルターなどの適切な設計が不可欠である。そこで、33MeV・1.2mA (40kW) の電子LINACを用いるBSAの中性子ビームを照射されるファントム内のRBE線量の計算に基づいて、BSAの中性子減速材（MgF2）と中性子フィルター（Al）の最適設計を行った。治療場所の中性子ビームの1×10^9 [cm^-2s^-1] 以上の熱外中性子束、1×10^-12 [Gy cm^2] 以下の高速中性子混入率、3×10^-13 [Gy cm^2] 以下のγ線混入率を満たすような、中性子フィルターと中性子減速材の厚さと面積の組み合わせを調べた。さらに、治療場所に円筒型のファントムを設置し、腫瘍組織と正常組織の10Bの65ppmと18ppmの濃度を仮定し、RBE線量率を計算した。正常組織のRBE線量が10Gy-eqを超えないように中性子ビームの照射時間を決めた。腫瘍組織のRBE線量分布から、治療効果が見込まれる最大深さAD[cm]、確実な腫瘍の死滅が期待される最大深さAD30[cm]を計算した。その結果、36×52×52cmの中性子フィルターと24×52×52cm の中性子減速材を用いる場合、中性子ビームの照射時間が1387.2sになり、腫瘍組織のRBE線量のAD30とADの5.56cmと8.56cmの極大値が得られた。このことから、許容できる照射時間の間に、大脳の中心付近に位置する腫瘍に治療効果のある線量を処方できる見込みを得た。
    日本学術振興会, 基盤研究(C), 北海道大学, 20K05378
  • 次世代低放射化医療用中性子標的の開発
    科学研究費助成事業
    2014年04月01日 - 2018年03月31日
    栗原 俊一; 小林 仁; 吉岡 正和; 松本 浩; 熊田 博明; 平賀 富士夫; 高木 昭; 杉村 高志; 佐藤 将春
    中性子標的への陽子ビーム照射に伴う照射損傷(ブリスタリング)の観察法開発と、照射損傷に強い中性子標的の開発からなる。照射損傷観察方法の開発を行いレーザー反射を用いた長距離からの照射損傷観察装置を完成した。BNCT施設の中性子源に設置し画像取得を開始した。標的への陽子ビーム照射も本研究の目的とする範囲の照射量が可能となった。悪性黒色腫の治療に耐える強度の中性子が生成され観察を進めた。規定中性子線量を得て長期に亘る照射でも照射損傷は見られず、標的の健全性が得られている。 照射停止後の標的からの水素放出が観察され、開発した標的特有の現象と考えている。蒸着による水素放出型Be標的は実機試作を行った。
    日本学術振興会, 基盤研究(B), 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 26293136
  • 長寿命核廃棄物の核変換処理技術開発のための中性子捕獲反応断面積の系統的研究
    科学研究費助成事業
    2010年04月01日 - 2015年03月31日
    井頭 政之; 片渕 竜也; 原田 秀郎; 中村 詔司; 岩本 信之; 木村 敦; 堀 順一; 鬼柳 善明; 加美山 隆; 木野 幸一; 平賀 富士夫; 八島 浩
    本研究では、長寿命核廃棄物の核変換処理技術開発のための中性子捕獲反応断面積データベースの高精度化に資することを目的とした。まず、長寿命核廃棄物のZr-93, Tc-99, Pd-107, I-129, Np-237, Am-241, Am-243, Cm-244, Cm-246、及び関連する安定同位体の中性子捕獲反応断面積の高精度測定を行った。そして、測定結果の系統的理論解析を行い、長寿命核廃棄物の中性子捕獲反応機構の解明を行った。そして、測定できない核種・中性子エネルギー領域の中性子捕獲反応断面積を理論計算によって提供した。
    日本学術振興会, 基盤研究(S), 東京工業大学, 22226016
  • パルス中性子透過分光撮影法の透過断面積変化の解明と新応用分野の開発
    科学研究費助成事業
    2008年 - 2010年
    鬼柳 善明; 古坂 道弘; 加美山 隆; 持木 幸一; 平賀 富士夫; 金子 純一; 岩瀬 謙二; 原田 正英; 大井 元喜; 佐藤 節夫; 下ヶ橋 秀典
    パルス中性子を用いた透過イメージング法で、中性子透過断面積が金属材料の結晶子配向、結晶子サイズなどの違いによって変化することを明らかにし、それらを定量的に評価できるデータ解析コードを世界に先駆けて開発した。このコードを用いて鉄溶接片における組織構造、結晶子サイズ、さらに引っ張り試験中の鉄版の組織構造、結晶子サイズ、歪イメージの取得に成功した。また、カメラ型検出器のパルス中性子対応化も行なった。
    日本学術振興会, 基盤研究(A), 北海道大学, 20246136
  • ホウ素中性子捕捉療法用の熱外中性子生成・照射システムの開発
    新エネルギー技術研究開発費
    2010年
    競争的資金
  • 小型陽子加速器を用いた冷中性子源の開発
    2007年
    競争的資金
  • 新材料メタンハイドレートを用いた高性能パルス中性子減速材の開発
    科学研究費助成事業
    2002年 - 2004年
    鬼柳 善明; 加美山 隆; 平賀 富士夫; 澤村 晃子; 金子 純一; 古坂 道弘
    メタンハイドレートの中性子断面積の特性を知るために、中性子非弾性散乱実験を行い、そのデータ解析を進めた。メタン分子の回転は自由回転に近く、最低レベルを1.1meVとして自由回転モデルで計算することによって、上手く実験でのエネルギーレベルが再現できる。しかし、これだけでは散乱強度を全て説明できなかった。この原因としてメタンの氷格子中での並進運動が考えられ、4.4meVと7.4meVに大ケージと小ケージに対応すると思われるピークがあることが分かった。これらのピークは実験的に初めて明らかにされたものである。水分子の揺動運動については、メタンハイドレートと氷で、強度分布に少し差がみられた。しかし、全体としては、メタンハイドレートの断面積は、メタン単体の断面積と氷の断面積を足し合わせることによって近似出来ることが分かった。
    メタンハイドレートの中性子エネルギースペクトルと放出時間分布の測定を、結合型と非結合型の減速材タイプについて行った。結合型減速材においてはスペクトルの形は、氷のものに近かった。ピークエネルギーは、メタンや水素が約3meVであるのに対して、約7meVと高くなっていた。そのため、熱中性子領域では強度が高いが、冷中性子領域ではかなり低くなっている。非結合型減速材においても、同様の結果が得られ、水素減速材やメタン減速材よりも特性は劣っていた。また、中性子放出時間は、他の減速材より広い分布を示しており、この観点からも劣ることが示された。この結果から、メタンハイドレートは、熱中性子から冷中性子までの広いエネルギー領域でスペクトル強度があまり変化しないという特徴を持つが、冷中性子領域では、強度がメタンや水素より劣る。これは、減速が良いメタンの効果があまり大きくなく、氷の特徴が主として表れたためと考えられる。この減速材を冷中性子源として使用するメリットはあまりないと考えられる。
    日本学術振興会, 基盤研究(B), 北海道大学, 14380229
  • 超強力パルス中性子源開発に関する共同研究
    科学研究費助成事業
    1999年 - 2001年
    鬼柳 善明; 成田 正邦; 平賀 富士夫; 加美山 隆; 渡辺 昇; 古坂 道弘
    スポレーション中性子源は超強力中性子源として、現在、アメリカ・日本で1MWクラスの大強度陽子加速器が建設されている。また、ヨーロッパではより大型の5MWクラスの計画が進行中である。このような施設の中性子発生部は施設の性能を決定付ける重要なものである。本課題では、中性子発生部であるターゲット・減速材・反射体システムについて、以下のテーマについて研究を行い、成果を得た。
    Los Alamos研究所との協力によって、スポレーション中性子源の計算コードシステムの導入がはかられ、その使用に関して大きな進歩があった。ここで築かれた協力関係は、今後の計算機シミュレーションによるシステムの最適化の研究において大きな力になる。
    液体水素減速材は、MWクラス中性子源では唯一の現実的減速材物質である。しかし、水素数密度が低いために、中性子強度が低くなる。それを防ぐ方法として、前置減速材を考えた。前置減速材としては軽水と重水が候補であるが、重水を用いることによって、軽水よりも高い強度が得られ、1.5倍程度増えることを明らかとした。また、Argonne研究所との共同研究では、重水素化水素(HD)、メタンの中性子特性の測定を行い、重水素では極低エネルギー領域で中性子強度が軽水素より良くなる可能性があることが明らかになった。しかし、メタンでは、水素数密度の低さがデメリットとなって、強度が低くなることが分かった。
    世界第2位のスポレーション中性子源であるAlamos研究所において中性子特性の測定を行い、計算との一致が得られること、ビームラインの設計によって強度が大きく変わることなどが明らかとなった。また、水素分子のオルソ・パラ変換についての情報も得られ、触媒がないのにもかかわらず、変換が比較的早く起こっていることがわかった。
    これらの、研究を通して、日本の超強力中性子源設計に有用な知見が得られた。
    日本学術振興会, 基盤研究(B), 北海道大学, 11694111
  • 磁場およびマルチキャピラリーファイバーを用いた中性子ビームの輸送
    科学研究費助成事業
    1999年 - 2000年
    鬼柳 善明; 平賀 富士夫; 加美山 隆; 澤村 貞史; 川端 祐司; 古坂 道弘; 曽山 和彦
    狭い領域に高い強度のビームを作ることができれば,中性子利用の分野を拡大できる可能性がある.本研究では二つの方法による中性子収束を検討した.中性子の磁気モーメントを利用して6極磁場で収束させるもの(中性子磁気レンズ),もう一つはマルチキャピラリーファイバーによる収束である.
    磁場収束については,実験における収束強度とシミュレーションによる結果が2倍異なっていたので,その理由について検討を行なった.その結果,磁気中性子レンズが磁場が強いためにゆがんでいて,それが収束強度に影響することが分かった.また,磁気レンズを二本組み合わせて,凸レンズと凹レンズとして働かせ,中性子ビームの収束と平行化をおこなうための基礎実験を行なった.この装置では二本のレンズの間に中性子のスピンフリッパーをいれて,スピン反転を行なう必要がある.このための装置を試作し,実際にスピンの反転が起こっていることが確認され,凸レンズ,凹レンズとして働いていることが示された.
    マルチキャピラリーファイバーについては,3次元シミュレーションコードを作って,キャピラリーの径による透過中性子の波長依存性を調べた.その結果,径が大きいほうが長波長の中性子をより多く透過できることが分かった.また,ファイバーを曲げた場合の曲率によっても特性が変わることが示された.また,キャピラリーの小さな歪みが,中性子透過特性に大きく影響することも分かった.このことを実験で調べたが,実験でのキャピラリーのセッティング等の問題のため,計算で示されたような,径に対する一般的な依存性は観測されなかった.
    日本学術振興会, 基盤研究(B), 北海道大学, 11480119