名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と 新中性子源検討...2016/12/27  · page...

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名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と

新中性子源検討

HIrohiko M SHIMIZU Department of Physics Nagoya University

hirohikoshimizunagoya-ujp

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名古屋大学加速器中性子源NUANS Nagoya University Accelerator-driven Neutron Source

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Boron Neutron Capture Therapy

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Boron Neutron Capture Therapy

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28MeV 15mA (DC 42kW)

Boron Neutron Capture Therapy

Electrostatic Accelerator terminal voltage = 19ndash28 MV beam current le 15 mA

Physics BNCT and Engineering

Thermal Cold Very Cold

Neutron Source 2

Epithermal

Neutron Source 1

Science-Engineering Quantum Beam Intra-university Collaboration

5

名古屋大学理工連携放射線科学研究推進協定

Thermal Cold Very Cold

Neutron Source 2

Epithermal

Neutron Source 1

Science-Engineering Quantum Beam Intra-university Collaboration

6

Physics BNCT and Engineering

Thermal Cold Very Cold

Neutron Source 2

Epithermal

Neutron Source 1

Electrostatic Accelerator terminal voltage = 19ndash28 MV beam current le 15 mA

名古屋大学理工連携放射線科学研究推進協定

Thermal Cold Very Cold

Neutron Source 2

Epithermal

Neutron Source 1

6名古屋大学加速器駆動中性子源Nagoya University Accelerator-driven Neutron Source

名古屋大学理工連携放射線科学研究推進協定

産学協同研究講座「加速器BNCT用システム研究講座」

株式会社 八神製作所

共同研究契約発効 (20151101)

トヨタ自動車株式会社

ー加速器小型中性子源による基礎物理学際利用産業実用の架橋ー

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

原子核物理学 天文学 素粒子物理学

原子力工学 熱工学 精密加工学

加速器小型中性子源

学部大学院教育

名古屋大学 理工連携による放射線科学の推進

基礎物理

CP非保存 重力崩壊

学際利用

回折 分光 透視

物性物理化学生物工学波及学際利用薬学医学医療

産業実用製品開発生産

知識を支える若手世代の涵養

真の産学連携

真の理工連携

新発想の先端と生産現場の直接連携

本物を使った教育現場と教育現場の有機的連携

発展モデル

共同研究拠点

コンソーシアム

7

ー加速器小型中性子源による基礎物理学際利用産業実用の架橋ー

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

原子核物理学 天文学 素粒子物理学

原子力工学 熱工学 精密加工学

加速器小型中性子源

学部大学院教育

名古屋大学 理工連携による放射線科学の推進

基礎物理

CP非保存 重力崩壊

学際利用

回折 分光 透視

物性物理化学生物工学波及学際利用薬学医学医療

産業実用製品開発生産

知識を支える若手世代の涵養

真の産学連携

真の理工連携

新発想の先端と生産現場の直接連携

本物を使った教育現場と教育現場の有機的連携

発展モデル

共同研究拠点

コンソーシアム

8

Kazuki TSUCHIDA

Yutaka YAMAGATA

Yusuke TSUCHIKAWAKatsuya HIROTA

Go ICHIKAWAHirohiko SHIMIZU

Ikuya ITOH

Masaaki KITAGUCHI Sohei IMAJO

Takahiro MORISHIMA

Akira URITANI Yoshiaki KIYANAGI

Kenichi WATANABE Sachiko YOSHIHASHI

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電気双極子能率 熱外中性子光学T-violating in Compound StatesNeutron Electric Dipole Moment

Neutron Lifetimeβ崩壊寿命

Correlation Terms in Neutron β-decayNext-leading Order Contribution

New Physics Search

Neutron Antineutron Oscillation中性子反中性子振動

Large Extra-dimension New Interaction

Chameleon-field Search in Neutron Interferometry

β-decay

CP-violation

B B-L violation

gravity hellip

dark energy

日本加速器中性子源協議会

Japan Collaboration on Accelerator-driven Neutron Source

大学等連携推進事業

名古屋大学の現在の立ち位置

UCANS Union for Compact Accelerator-driven Neutron Sources

JST光量子推進プログラム

頭脳循環プログラム

研究協力協定

共同研究産学協同研究講座

10

11

日本加速器中性子源協議会

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

12

JCANS Core

Japan Collaboration on Accelerator-driven Neutron SourceJCANS

JCANS Academia

JCANS Sectors

コンソーシアム形成の動き

JCANS Industry

20150316

12

JCANS Core

Japan Collaboration on Accelerator-driven Neutron SourceJCANS

JCANS Academia

JCANS Sectors

コンソーシアム形成の動き

JCANS Industry

20150316

Consortium

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13

清 水 裕 彦

名古屋大学 大学院 理学研究科 物理学教室 素粒子宇宙物理学専攻 素粒子物性研究室

shimizuphiphysnagoya-uacjp

AS272I001c

研究成果最適展開支援プログラム

A-STEPステージ I

産業ニーズ対応タイプ技術テーマ名コンパクト中性子源とその産業応用に向けた基盤技術の構築

小型定常中性子源を用いた中性子透過撮像

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研究成果最適展開支援プログラム

小型定常中性子源を用いた中性子透過撮像

プロジェクトリーダー

A-STEPステージ I

産業ニーズ対応タイプ技術テーマ名コンパクト中性子源とその産業応用に向けた基盤技術の構築

清 水 裕 彦

名古屋大学 大学院 理学研究科 物理学教室 素粒子宇宙物理学専攻 素粒子物性研究室

shimizuphiphysnagoya-uacjp

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小型定常中性子源を用いた中性子透過撮像

燃料電池評価に特化したラジオグラフィ

ユーザーの近くにあるいつでも使える

メンテナンスが容易

初期投資が少ない

優先事項

燃料電池から排出される水が安定的かつ継続的に排出されるような排水機構の設計に必要な気液混合流の振る舞いの実機レベルでの実用的な検査手法の開拓を目的とし製品開発において随時利用可能な中性子透過撮像システムの基礎の確立を目標とする

すぐ使える

付帯事項

名古屋大学専用中性子源過度の開発を避ける

製品化を見越した簡略化

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小型定常中性子源を用いた中性子透過撮像

燃料電池評価に特化したラジオグラフィ

ユーザーの近くにあるいつでも使える

メンテナンスが容易

初期投資が少ない

優先事項

燃料電池から排出される水が安定的かつ継続的に排出されるような排水機構の設計に必要な気液混合流の振る舞いの実機レベルでの実用的な検査手法の開拓を目的とし製品開発において随時利用可能な中性子透過撮像システムの基礎の確立を目標とする

すぐ使える

付帯事項

名古屋大学専用中性子源過度の開発を避ける

製品化を見越した簡略化

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15

小型定常中性子源を用いた中性子透過撮像

燃料電池評価に特化したラジオグラフィ

ユーザーの近くにあるいつでも使える

メンテナンスが容易

初期投資が少ない

優先事項

燃料電池から排出される水が安定的かつ継続的に排出されるような排水機構の設計に必要な気液混合流の振る舞いの実機レベルでの実用的な検査手法の開拓を目的とし製品開発において随時利用可能な中性子透過撮像システムの基礎の確立を目標とする

すぐ使える

付帯事項

名古屋大学専用中性子源過度の開発を避ける

製品化を見越した簡略化

名古屋大学加速器中性子源連続ビーム被写体と検出器を密着配置

企業と緊密に連携

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小型定常中性子源を用いた中性子透過撮像

燃料電池評価に特化したラジオグラフィ

燃料電池から排出される水が安定的かつ継続的に排出されるような排水機構の設計に必要な気液混合流の振る舞いの実機レベルでの実用的な検査手法の開拓を目的とし製品開発において随時利用可能な中性子透過撮像システムの基礎の確立を目標とする

被検体

検出器

後方散乱

前方散乱

入射中性子

被写体と検出器を密着配置

対象物

中性子強度

画質

露出時間

加速器出力

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小型定常中性子源を用いた中性子透過撮像

燃料電池評価に特化したラジオグラフィ

燃料電池から排出される水が安定的かつ継続的に排出されるような排水機構の設計に必要な気液混合流の振る舞いの実機レベルでの実用的な検査手法の開拓を目的とし製品開発において随時利用可能な中性子透過撮像システムの基礎の確立を目標とする

被検体

検出器

後方散乱

前方散乱

入射中性子

被写体と検出器を密着配置

対象物

中性子強度

画質

露出時間

加速器出力

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17

小型定常中性子源を用いた中性子透過撮像

燃料電池評価に特化したラジオグラフィ

燃料電池から排出される水が安定的かつ継続的に排出されるような排水機構の設計に必要な気液混合流の振る舞いの実機レベルでの実用的な検査手法の開拓を目的とし製品開発において随時利用可能な中性子透過撮像システムの基礎の確立を目標とする

被検体

検出器

後方散乱

前方散乱

入射中性子

被写体と検出器を密着配置

対象物

中性子強度

画質

露出時間

加速器出力

Lle1mm

Tle60s

38x102 leφle17x104 ncm2s

0015leWle055

6dB le p le 20dB

18

画質

NGC4565 (1095x821)

421dB361dB301dB241dB

0dB 602dB 120dB 181dB

18

画質

NGC4565 (1095x821)

421dB361dB301dB241dB

0dB 602dB 120dB 181dB「見える」とは

画質の定量化

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小型中性子源という発想の原点

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Optics Detectors Methodologies

~1cm

~10cm

neutron guide

neutron beam

sample

saving unused neutrons

CHADWICK

350Ci

Ra-Be

SOURCE

BERKELEY 37INCH

CYCLOTRON

CHARGED-PARTICLE SOURCE STEADY STATE SOURCE PULSED SOURCE

CP-1

CP-2

X-10

NRX

MRT NRU HFIR ILL

HFBRORPHEE JRR-3M SINQIBR-30

ZING-P

ZING-PWNRampNEW HARWELL LINAC

KENS

IPNS-1

WNR-PSR-1 ISIS

REACTOR SOURCE PULSED SPALLATION NEUTRON SOURCE

1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010YEAR

1

105

1010

1015

1020

J-PARC

ESSSNS

spallation sources

(Analyzing Capability) prop (Source Power) x (lsquoEfficacyrsquo)

moderator optics detector sample environment signal processing analysis algorhythm theoretical models etc

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sample

opticsimageroptics

neutron source

shield

neutron source

shield

incident beam

sample

scattered neutron

detector

新たに開拓された可能性

当面の応用先

従来 中性子光学

中性子利用効率 低 高

大規模中性子施設

中小規模中性子源 times

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neutronSynchrotron Radiation

X-ray

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Synchrotron RadiationFacility

Synchrotron RadiationFacility

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

Neutron Facility Neutron Facility

new methods

Reactor Spallation Source

new ideasnew fields

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共通言語の確立

ー加速器小型中性子源による基礎物理学際利用産業実用の架橋ー

原子核物理学 天文学 素粒子物理学

原子力工学 熱工学 精密加工学

加速器小型中性子源

学部大学院教育

名古屋大学 理工連携による放射線科学の推進

基礎物理

CP非保存 重力崩壊

学際利用

回折 分光 透視

物性物理化学生物工学波及学際利用薬学医学医療

産業実用製品開発生産

知識を支える若手世代の涵養

真の産学連携

真の理工連携

新発想の先端と生産現場の直接連携

本物を使った教育現場と教育現場の有機的連携

発展モデル

共同研究拠点

コンソーシアム

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核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

24

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核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

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核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

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核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

25

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

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核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

26

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

Source Instrument Interpretation

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26

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

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核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

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10-9 m 10-8 m 10-7 m 10-6 m10-10 m10-11 m10-12 m10-13 m

102 K 10-4 K 10-5 K103 K105 K107 K109 K 104 K106 K108 K1010 K 101 K 100 K 10-1 K 10-2 K 10-3 K

10-2 eV 10-3 eV 10-4 eV 10-5 eV 10-6 eV 10-7 eV 10-8 eV 10-9 eV10-1 eV101 eV103 eV105 eV 100 eV102 eV104 eV106 eV

1000 ms 100 ms 10 ms 1 ms104 ms105 ms106 ms107 ms2200ms

25meV018nm

300K

極冷熱外 熱 冷 超冷高速

Velocity

Wavelength

Energy

Temperature

(例) エネルギー帯の名称

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10-9 m 10-8 m 10-7 m 10-6 m10-10 m10-11 m10-12 m10-13 m

102 K 10-4 K 10-5 K103 K105 K107 K109 K 104 K106 K108 K1010 K 101 K 100 K 10-1 K 10-2 K 10-3 K

10-2 eV 10-3 eV 10-4 eV 10-5 eV 10-6 eV 10-7 eV 10-8 eV 10-9 eV10-1 eV101 eV103 eV105 eV 100 eV102 eV104 eV106 eV

1000 ms 100 ms 10 ms 1 ms104 ms105 ms106 ms107 ms2200ms

25meV018nm

300K

極冷熱外 熱 冷 超冷高速

Velocity

Wavelength

Energy

Temperature

(例) エネルギー帯の名称 (試案)

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10-9 m 10-8 m 10-7 m 10-6 m10-10 m10-11 m10-12 m10-13 m

102 K 10-4 K 10-5 K103 K105 K107 K109 K 104 K106 K108 K1010 K 101 K 100 K 10-1 K 10-2 K 10-3 K

10-2 eV 10-3 eV 10-4 eV 10-5 eV 10-6 eV 10-7 eV 10-8 eV 10-9 eV10-1 eV101 eV103 eV105 eV 100 eV102 eV104 eV106 eV

1000 ms 100 ms 10 ms 1 ms104 ms105 ms106 ms107 ms2200ms

25meV018nm

300K

極冷熱外 熱 冷 超冷高速

Velocity

Wavelength

Energy

Temperature

近熱外中間熱外遠熱外 1nm帯 10nm帯 100nm帯

(例) エネルギー帯の名称 (試案)

100keV

領域10keV

領域1keV

領域100eV

領域10eV

領域1eV

領域1MeV

領域01eV

領域 10Å帯 100Å帯 1000Å帯10K帯 1K帯 100mK帯 10mK帯 1mK帯 100microK帯

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(例) 中性子強度

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(例) 中性子強度

専門家の間でさえとても重要

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 32

一次粒子の時刻t 位相空間座標Γ0における分布数

一次粒子の個数

中性子の個数

一次粒子の位相空間

中性子の位相空間一つの一次粒子がΓ0にあった時にΓnに中性子が生成される確率

一次粒子の瞬間強度

一次粒子の平均強度

中性子の時刻t 位相空間座標Γnにおける分布数

中性子の瞬間強度

中性子の平均強度

一次粒子のビームパワー

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 33

一次粒子の時刻t 位相空間座標Γ0における分布数

一次粒子の個数

中性子の個数

一次粒子の位相空間

中性子の位相空間一つの一次粒子がΓ0にあった時にΓnに中性子が生成される確率

一次粒子の瞬間強度

一次粒子の平均強度

中性子の時刻t 位相空間座標Γnにおける分布数

中性子の瞬間強度

中性子の平均強度

一次粒子のビームパワー

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中性子の平均強度

一次粒子のビームパワー

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一つの中性子が(Γn1t1)にあった時に(Γn2t2)に中性子を生じる確率

(Γnt)に生じる中性子数

面S上での中性子位相空間分布関数

面S上での中性子流速分布関数

規格化

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 36

減速体の表面S上での中性子流速 (S上での平均)

パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

ε領域の中性子の流速の立体角積分

減速効率

ε領域の中性子発生率

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 37

減速体の表面S上での中性子流速 (S上での平均)

パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

ε領域の中性子の流速の立体角積分

減速効率

ε領域の中性子発生率

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パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

減速効率

ε領域の中性子発生率

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 39

パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

減速効率

ε領域の中性子発生率

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

39

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

40

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

41

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

41

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 42

(例) 一般人にもわかりやすい表現

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1018

1016

中性子発生率 [n s-1]

60MW 原子炉1019

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 44

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

1018

1016

中性子発生率 [n s-1]

60MW 原子炉1019

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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-25

-20

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0

5

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1018

1016

60MW 原子炉1019

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 45

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

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106

105

104

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10

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 46

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 47

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 47

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1]

108

109

107

106

105

104

103

102

10

1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 48

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

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108

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106

105

104

103

102

10

1

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 48

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 48

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

10-2

10-3

10-4

10-5

10-6

10-7

10-8

10-9

Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 49

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

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1013

1012

1011

1010

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108

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102

10

1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

10-2

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10-4

10-5

10-6

10-7

10-8

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 50

-25

-20

-15

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0

5

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

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1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

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1011

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

10-2

10-3

10-4

10-5

10-6

10-7

10-8

10-9

Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 51

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

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104

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1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

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1013

1012

1011

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

10-2

10-3

10-4

10-5

10-6

10-7

10-8

10-9

Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

page

Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 52

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

10-2

10-3

10-4

10-5

10-6

10-7

10-8

10-9

Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

特に「できる」という意味を定量化し共有

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-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

10-2

10-3

10-4

10-5

10-6

10-7

10-8

10-9

Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

特に「できる」という意味を定量化し共有

54

UCANS Union for Compact Accelerator-driven Neutron Sources

httpwwwucansorg

55

日本加速器中性子源協議会

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

56

日本加速器中性子源協議会

定量的な共通言語の確立

日本中性子科学会基礎基盤部会

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

57

日本加速器中性子源協議会 日本中性子科学会基礎基盤部会

CoNS Concepts of Neutron Sourceshttpswww2kekjpimsskenstopics201510201123html

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

58

日本加速器中性子源協議会 日本中性子科学会基礎基盤部会

CoNS Concepts of Neutron Sourceshttpswww2kekjpimsskenstopics201510201123html

NOP2017() July 2017

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 59

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2

名古屋大学加速器中性子源NUANS Nagoya University Accelerator-driven Neutron Source

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

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Boron Neutron Capture Therapy

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Boron Neutron Capture Therapy

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28MeV 15mA (DC 42kW)

Boron Neutron Capture Therapy

Electrostatic Accelerator terminal voltage = 19ndash28 MV beam current le 15 mA

Physics BNCT and Engineering

Thermal Cold Very Cold

Neutron Source 2

Epithermal

Neutron Source 1

Science-Engineering Quantum Beam Intra-university Collaboration

5

名古屋大学理工連携放射線科学研究推進協定

Thermal Cold Very Cold

Neutron Source 2

Epithermal

Neutron Source 1

Science-Engineering Quantum Beam Intra-university Collaboration

6

Physics BNCT and Engineering

Thermal Cold Very Cold

Neutron Source 2

Epithermal

Neutron Source 1

Electrostatic Accelerator terminal voltage = 19ndash28 MV beam current le 15 mA

名古屋大学理工連携放射線科学研究推進協定

Thermal Cold Very Cold

Neutron Source 2

Epithermal

Neutron Source 1

6名古屋大学加速器駆動中性子源Nagoya University Accelerator-driven Neutron Source

名古屋大学理工連携放射線科学研究推進協定

産学協同研究講座「加速器BNCT用システム研究講座」

株式会社 八神製作所

共同研究契約発効 (20151101)

トヨタ自動車株式会社

ー加速器小型中性子源による基礎物理学際利用産業実用の架橋ー

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

原子核物理学 天文学 素粒子物理学

原子力工学 熱工学 精密加工学

加速器小型中性子源

学部大学院教育

名古屋大学 理工連携による放射線科学の推進

基礎物理

CP非保存 重力崩壊

学際利用

回折 分光 透視

物性物理化学生物工学波及学際利用薬学医学医療

産業実用製品開発生産

知識を支える若手世代の涵養

真の産学連携

真の理工連携

新発想の先端と生産現場の直接連携

本物を使った教育現場と教育現場の有機的連携

発展モデル

共同研究拠点

コンソーシアム

7

ー加速器小型中性子源による基礎物理学際利用産業実用の架橋ー

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

原子核物理学 天文学 素粒子物理学

原子力工学 熱工学 精密加工学

加速器小型中性子源

学部大学院教育

名古屋大学 理工連携による放射線科学の推進

基礎物理

CP非保存 重力崩壊

学際利用

回折 分光 透視

物性物理化学生物工学波及学際利用薬学医学医療

産業実用製品開発生産

知識を支える若手世代の涵養

真の産学連携

真の理工連携

新発想の先端と生産現場の直接連携

本物を使った教育現場と教育現場の有機的連携

発展モデル

共同研究拠点

コンソーシアム

8

Kazuki TSUCHIDA

Yutaka YAMAGATA

Yusuke TSUCHIKAWAKatsuya HIROTA

Go ICHIKAWAHirohiko SHIMIZU

Ikuya ITOH

Masaaki KITAGUCHI Sohei IMAJO

Takahiro MORISHIMA

Akira URITANI Yoshiaki KIYANAGI

Kenichi WATANABE Sachiko YOSHIHASHI

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 9

電気双極子能率 熱外中性子光学T-violating in Compound StatesNeutron Electric Dipole Moment

Neutron Lifetimeβ崩壊寿命

Correlation Terms in Neutron β-decayNext-leading Order Contribution

New Physics Search

Neutron Antineutron Oscillation中性子反中性子振動

Large Extra-dimension New Interaction

Chameleon-field Search in Neutron Interferometry

β-decay

CP-violation

B B-L violation

gravity hellip

dark energy

日本加速器中性子源協議会

Japan Collaboration on Accelerator-driven Neutron Source

大学等連携推進事業

名古屋大学の現在の立ち位置

UCANS Union for Compact Accelerator-driven Neutron Sources

JST光量子推進プログラム

頭脳循環プログラム

研究協力協定

共同研究産学協同研究講座

10

11

日本加速器中性子源協議会

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

12

JCANS Core

Japan Collaboration on Accelerator-driven Neutron SourceJCANS

JCANS Academia

JCANS Sectors

コンソーシアム形成の動き

JCANS Industry

20150316

12

JCANS Core

Japan Collaboration on Accelerator-driven Neutron SourceJCANS

JCANS Academia

JCANS Sectors

コンソーシアム形成の動き

JCANS Industry

20150316

Consortium

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

13

清 水 裕 彦

名古屋大学 大学院 理学研究科 物理学教室 素粒子宇宙物理学専攻 素粒子物性研究室

shimizuphiphysnagoya-uacjp

AS272I001c

研究成果最適展開支援プログラム

A-STEPステージ I

産業ニーズ対応タイプ技術テーマ名コンパクト中性子源とその産業応用に向けた基盤技術の構築

小型定常中性子源を用いた中性子透過撮像

page

Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

14

研究成果最適展開支援プログラム

小型定常中性子源を用いた中性子透過撮像

プロジェクトリーダー

A-STEPステージ I

産業ニーズ対応タイプ技術テーマ名コンパクト中性子源とその産業応用に向けた基盤技術の構築

清 水 裕 彦

名古屋大学 大学院 理学研究科 物理学教室 素粒子宇宙物理学専攻 素粒子物性研究室

shimizuphiphysnagoya-uacjp

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

14

小型定常中性子源を用いた中性子透過撮像

燃料電池評価に特化したラジオグラフィ

ユーザーの近くにあるいつでも使える

メンテナンスが容易

初期投資が少ない

優先事項

燃料電池から排出される水が安定的かつ継続的に排出されるような排水機構の設計に必要な気液混合流の振る舞いの実機レベルでの実用的な検査手法の開拓を目的とし製品開発において随時利用可能な中性子透過撮像システムの基礎の確立を目標とする

すぐ使える

付帯事項

名古屋大学専用中性子源過度の開発を避ける

製品化を見越した簡略化

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15

小型定常中性子源を用いた中性子透過撮像

燃料電池評価に特化したラジオグラフィ

ユーザーの近くにあるいつでも使える

メンテナンスが容易

初期投資が少ない

優先事項

燃料電池から排出される水が安定的かつ継続的に排出されるような排水機構の設計に必要な気液混合流の振る舞いの実機レベルでの実用的な検査手法の開拓を目的とし製品開発において随時利用可能な中性子透過撮像システムの基礎の確立を目標とする

すぐ使える

付帯事項

名古屋大学専用中性子源過度の開発を避ける

製品化を見越した簡略化

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

15

小型定常中性子源を用いた中性子透過撮像

燃料電池評価に特化したラジオグラフィ

ユーザーの近くにあるいつでも使える

メンテナンスが容易

初期投資が少ない

優先事項

燃料電池から排出される水が安定的かつ継続的に排出されるような排水機構の設計に必要な気液混合流の振る舞いの実機レベルでの実用的な検査手法の開拓を目的とし製品開発において随時利用可能な中性子透過撮像システムの基礎の確立を目標とする

すぐ使える

付帯事項

名古屋大学専用中性子源過度の開発を避ける

製品化を見越した簡略化

名古屋大学加速器中性子源連続ビーム被写体と検出器を密着配置

企業と緊密に連携

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16

小型定常中性子源を用いた中性子透過撮像

燃料電池評価に特化したラジオグラフィ

燃料電池から排出される水が安定的かつ継続的に排出されるような排水機構の設計に必要な気液混合流の振る舞いの実機レベルでの実用的な検査手法の開拓を目的とし製品開発において随時利用可能な中性子透過撮像システムの基礎の確立を目標とする

被検体

検出器

後方散乱

前方散乱

入射中性子

被写体と検出器を密着配置

対象物

中性子強度

画質

露出時間

加速器出力

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17

小型定常中性子源を用いた中性子透過撮像

燃料電池評価に特化したラジオグラフィ

燃料電池から排出される水が安定的かつ継続的に排出されるような排水機構の設計に必要な気液混合流の振る舞いの実機レベルでの実用的な検査手法の開拓を目的とし製品開発において随時利用可能な中性子透過撮像システムの基礎の確立を目標とする

被検体

検出器

後方散乱

前方散乱

入射中性子

被写体と検出器を密着配置

対象物

中性子強度

画質

露出時間

加速器出力

page

Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

17

小型定常中性子源を用いた中性子透過撮像

燃料電池評価に特化したラジオグラフィ

燃料電池から排出される水が安定的かつ継続的に排出されるような排水機構の設計に必要な気液混合流の振る舞いの実機レベルでの実用的な検査手法の開拓を目的とし製品開発において随時利用可能な中性子透過撮像システムの基礎の確立を目標とする

被検体

検出器

後方散乱

前方散乱

入射中性子

被写体と検出器を密着配置

対象物

中性子強度

画質

露出時間

加速器出力

Lle1mm

Tle60s

38x102 leφle17x104 ncm2s

0015leWle055

6dB le p le 20dB

18

画質

NGC4565 (1095x821)

421dB361dB301dB241dB

0dB 602dB 120dB 181dB

18

画質

NGC4565 (1095x821)

421dB361dB301dB241dB

0dB 602dB 120dB 181dB「見える」とは

画質の定量化

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小型中性子源という発想の原点

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Optics Detectors Methodologies

~1cm

~10cm

neutron guide

neutron beam

sample

saving unused neutrons

CHADWICK

350Ci

Ra-Be

SOURCE

BERKELEY 37INCH

CYCLOTRON

CHARGED-PARTICLE SOURCE STEADY STATE SOURCE PULSED SOURCE

CP-1

CP-2

X-10

NRX

MRT NRU HFIR ILL

HFBRORPHEE JRR-3M SINQIBR-30

ZING-P

ZING-PWNRampNEW HARWELL LINAC

KENS

IPNS-1

WNR-PSR-1 ISIS

REACTOR SOURCE PULSED SPALLATION NEUTRON SOURCE

1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010YEAR

1

105

1010

1015

1020

J-PARC

ESSSNS

spallation sources

(Analyzing Capability) prop (Source Power) x (lsquoEfficacyrsquo)

moderator optics detector sample environment signal processing analysis algorhythm theoretical models etc

page

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sample

opticsimageroptics

neutron source

shield

neutron source

shield

incident beam

sample

scattered neutron

detector

新たに開拓された可能性

当面の応用先

従来 中性子光学

中性子利用効率 低 高

大規模中性子施設

中小規模中性子源 times

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neutronSynchrotron Radiation

X-ray

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Synchrotron RadiationFacility

Synchrotron RadiationFacility

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

Neutron Facility Neutron Facility

new methods

Reactor Spallation Source

new ideasnew fields

page

Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 23

共通言語の確立

ー加速器小型中性子源による基礎物理学際利用産業実用の架橋ー

原子核物理学 天文学 素粒子物理学

原子力工学 熱工学 精密加工学

加速器小型中性子源

学部大学院教育

名古屋大学 理工連携による放射線科学の推進

基礎物理

CP非保存 重力崩壊

学際利用

回折 分光 透視

物性物理化学生物工学波及学際利用薬学医学医療

産業実用製品開発生産

知識を支える若手世代の涵養

真の産学連携

真の理工連携

新発想の先端と生産現場の直接連携

本物を使った教育現場と教育現場の有機的連携

発展モデル

共同研究拠点

コンソーシアム

24

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

24

page

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核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

page

Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

25

page

Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

25

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

page

Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

26

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

page

Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

26

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

Source Instrument Interpretation

page

Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

26

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

page

Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

27

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

page

Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 28

10-9 m 10-8 m 10-7 m 10-6 m10-10 m10-11 m10-12 m10-13 m

102 K 10-4 K 10-5 K103 K105 K107 K109 K 104 K106 K108 K1010 K 101 K 100 K 10-1 K 10-2 K 10-3 K

10-2 eV 10-3 eV 10-4 eV 10-5 eV 10-6 eV 10-7 eV 10-8 eV 10-9 eV10-1 eV101 eV103 eV105 eV 100 eV102 eV104 eV106 eV

1000 ms 100 ms 10 ms 1 ms104 ms105 ms106 ms107 ms2200ms

25meV018nm

300K

極冷熱外 熱 冷 超冷高速

Velocity

Wavelength

Energy

Temperature

(例) エネルギー帯の名称

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 29

10-9 m 10-8 m 10-7 m 10-6 m10-10 m10-11 m10-12 m10-13 m

102 K 10-4 K 10-5 K103 K105 K107 K109 K 104 K106 K108 K1010 K 101 K 100 K 10-1 K 10-2 K 10-3 K

10-2 eV 10-3 eV 10-4 eV 10-5 eV 10-6 eV 10-7 eV 10-8 eV 10-9 eV10-1 eV101 eV103 eV105 eV 100 eV102 eV104 eV106 eV

1000 ms 100 ms 10 ms 1 ms104 ms105 ms106 ms107 ms2200ms

25meV018nm

300K

極冷熱外 熱 冷 超冷高速

Velocity

Wavelength

Energy

Temperature

(例) エネルギー帯の名称 (試案)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 29

10-9 m 10-8 m 10-7 m 10-6 m10-10 m10-11 m10-12 m10-13 m

102 K 10-4 K 10-5 K103 K105 K107 K109 K 104 K106 K108 K1010 K 101 K 100 K 10-1 K 10-2 K 10-3 K

10-2 eV 10-3 eV 10-4 eV 10-5 eV 10-6 eV 10-7 eV 10-8 eV 10-9 eV10-1 eV101 eV103 eV105 eV 100 eV102 eV104 eV106 eV

1000 ms 100 ms 10 ms 1 ms104 ms105 ms106 ms107 ms2200ms

25meV018nm

300K

極冷熱外 熱 冷 超冷高速

Velocity

Wavelength

Energy

Temperature

近熱外中間熱外遠熱外 1nm帯 10nm帯 100nm帯

(例) エネルギー帯の名称 (試案)

100keV

領域10keV

領域1keV

領域100eV

領域10eV

領域1eV

領域1MeV

領域01eV

領域 10Å帯 100Å帯 1000Å帯10K帯 1K帯 100mK帯 10mK帯 1mK帯 100microK帯

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 30

(例) 中性子強度

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 31

(例) 中性子強度

専門家の間でさえとても重要

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 32

一次粒子の時刻t 位相空間座標Γ0における分布数

一次粒子の個数

中性子の個数

一次粒子の位相空間

中性子の位相空間一つの一次粒子がΓ0にあった時にΓnに中性子が生成される確率

一次粒子の瞬間強度

一次粒子の平均強度

中性子の時刻t 位相空間座標Γnにおける分布数

中性子の瞬間強度

中性子の平均強度

一次粒子のビームパワー

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 33

一次粒子の時刻t 位相空間座標Γ0における分布数

一次粒子の個数

中性子の個数

一次粒子の位相空間

中性子の位相空間一つの一次粒子がΓ0にあった時にΓnに中性子が生成される確率

一次粒子の瞬間強度

一次粒子の平均強度

中性子の時刻t 位相空間座標Γnにおける分布数

中性子の瞬間強度

中性子の平均強度

一次粒子のビームパワー

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 34

中性子の平均強度

一次粒子のビームパワー

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 35

一つの中性子が(Γn1t1)にあった時に(Γn2t2)に中性子を生じる確率

(Γnt)に生じる中性子数

面S上での中性子位相空間分布関数

面S上での中性子流速分布関数

規格化

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 36

減速体の表面S上での中性子流速 (S上での平均)

パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

ε領域の中性子の流速の立体角積分

減速効率

ε領域の中性子発生率

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 37

減速体の表面S上での中性子流速 (S上での平均)

パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

ε領域の中性子の流速の立体角積分

減速効率

ε領域の中性子発生率

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 38

パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

減速効率

ε領域の中性子発生率

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 39

パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

減速効率

ε領域の中性子発生率

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

39

page

Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

40

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

page

Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

41

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

page

Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

41

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

page

Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 42

(例) 一般人にもわかりやすい表現

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 43

1018

1016

中性子発生率 [n s-1]

60MW 原子炉1019

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 44

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

1018

1016

中性子発生率 [n s-1]

60MW 原子炉1019

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 45

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1018

1016

60MW 原子炉1019

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 45

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 46

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 47

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 47

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1]

108

109

107

106

105

104

103

102

10

1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 48

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 48

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 48

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

10-2

10-3

10-4

10-5

10-6

10-7

10-8

10-9

Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 49

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-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

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105

104

103

102

10

1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

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1013

1012

1011

1010

109

108

107

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

10-2

10-3

10-4

10-5

10-6

10-7

10-8

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 50

-25

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-5

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5

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15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

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1010

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108

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

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1

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

特に「できる」という意味を定量化し共有

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

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1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

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10-5

10-6

10-7

10-8

10-9

Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

特に「できる」という意味を定量化し共有

54

UCANS Union for Compact Accelerator-driven Neutron Sources

httpwwwucansorg

55

日本加速器中性子源協議会

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

56

日本加速器中性子源協議会

定量的な共通言語の確立

日本中性子科学会基礎基盤部会

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

57

日本加速器中性子源協議会 日本中性子科学会基礎基盤部会

CoNS Concepts of Neutron Sourceshttpswww2kekjpimsskenstopics201510201123html

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

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日本加速器中性子源協議会 日本中性子科学会基礎基盤部会

CoNS Concepts of Neutron Sourceshttpswww2kekjpimsskenstopics201510201123html

NOP2017() July 2017

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 59

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

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Boron Neutron Capture Therapy

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

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Boron Neutron Capture Therapy

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28MeV 15mA (DC 42kW)

Boron Neutron Capture Therapy

Electrostatic Accelerator terminal voltage = 19ndash28 MV beam current le 15 mA

Physics BNCT and Engineering

Thermal Cold Very Cold

Neutron Source 2

Epithermal

Neutron Source 1

Science-Engineering Quantum Beam Intra-university Collaboration

5

名古屋大学理工連携放射線科学研究推進協定

Thermal Cold Very Cold

Neutron Source 2

Epithermal

Neutron Source 1

Science-Engineering Quantum Beam Intra-university Collaboration

6

Physics BNCT and Engineering

Thermal Cold Very Cold

Neutron Source 2

Epithermal

Neutron Source 1

Electrostatic Accelerator terminal voltage = 19ndash28 MV beam current le 15 mA

名古屋大学理工連携放射線科学研究推進協定

Thermal Cold Very Cold

Neutron Source 2

Epithermal

Neutron Source 1

6名古屋大学加速器駆動中性子源Nagoya University Accelerator-driven Neutron Source

名古屋大学理工連携放射線科学研究推進協定

産学協同研究講座「加速器BNCT用システム研究講座」

株式会社 八神製作所

共同研究契約発効 (20151101)

トヨタ自動車株式会社

ー加速器小型中性子源による基礎物理学際利用産業実用の架橋ー

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

原子核物理学 天文学 素粒子物理学

原子力工学 熱工学 精密加工学

加速器小型中性子源

学部大学院教育

名古屋大学 理工連携による放射線科学の推進

基礎物理

CP非保存 重力崩壊

学際利用

回折 分光 透視

物性物理化学生物工学波及学際利用薬学医学医療

産業実用製品開発生産

知識を支える若手世代の涵養

真の産学連携

真の理工連携

新発想の先端と生産現場の直接連携

本物を使った教育現場と教育現場の有機的連携

発展モデル

共同研究拠点

コンソーシアム

7

ー加速器小型中性子源による基礎物理学際利用産業実用の架橋ー

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

原子核物理学 天文学 素粒子物理学

原子力工学 熱工学 精密加工学

加速器小型中性子源

学部大学院教育

名古屋大学 理工連携による放射線科学の推進

基礎物理

CP非保存 重力崩壊

学際利用

回折 分光 透視

物性物理化学生物工学波及学際利用薬学医学医療

産業実用製品開発生産

知識を支える若手世代の涵養

真の産学連携

真の理工連携

新発想の先端と生産現場の直接連携

本物を使った教育現場と教育現場の有機的連携

発展モデル

共同研究拠点

コンソーシアム

8

Kazuki TSUCHIDA

Yutaka YAMAGATA

Yusuke TSUCHIKAWAKatsuya HIROTA

Go ICHIKAWAHirohiko SHIMIZU

Ikuya ITOH

Masaaki KITAGUCHI Sohei IMAJO

Takahiro MORISHIMA

Akira URITANI Yoshiaki KIYANAGI

Kenichi WATANABE Sachiko YOSHIHASHI

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 9

電気双極子能率 熱外中性子光学T-violating in Compound StatesNeutron Electric Dipole Moment

Neutron Lifetimeβ崩壊寿命

Correlation Terms in Neutron β-decayNext-leading Order Contribution

New Physics Search

Neutron Antineutron Oscillation中性子反中性子振動

Large Extra-dimension New Interaction

Chameleon-field Search in Neutron Interferometry

β-decay

CP-violation

B B-L violation

gravity hellip

dark energy

日本加速器中性子源協議会

Japan Collaboration on Accelerator-driven Neutron Source

大学等連携推進事業

名古屋大学の現在の立ち位置

UCANS Union for Compact Accelerator-driven Neutron Sources

JST光量子推進プログラム

頭脳循環プログラム

研究協力協定

共同研究産学協同研究講座

10

11

日本加速器中性子源協議会

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

12

JCANS Core

Japan Collaboration on Accelerator-driven Neutron SourceJCANS

JCANS Academia

JCANS Sectors

コンソーシアム形成の動き

JCANS Industry

20150316

12

JCANS Core

Japan Collaboration on Accelerator-driven Neutron SourceJCANS

JCANS Academia

JCANS Sectors

コンソーシアム形成の動き

JCANS Industry

20150316

Consortium

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

13

清 水 裕 彦

名古屋大学 大学院 理学研究科 物理学教室 素粒子宇宙物理学専攻 素粒子物性研究室

shimizuphiphysnagoya-uacjp

AS272I001c

研究成果最適展開支援プログラム

A-STEPステージ I

産業ニーズ対応タイプ技術テーマ名コンパクト中性子源とその産業応用に向けた基盤技術の構築

小型定常中性子源を用いた中性子透過撮像

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

14

研究成果最適展開支援プログラム

小型定常中性子源を用いた中性子透過撮像

プロジェクトリーダー

A-STEPステージ I

産業ニーズ対応タイプ技術テーマ名コンパクト中性子源とその産業応用に向けた基盤技術の構築

清 水 裕 彦

名古屋大学 大学院 理学研究科 物理学教室 素粒子宇宙物理学専攻 素粒子物性研究室

shimizuphiphysnagoya-uacjp

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

14

小型定常中性子源を用いた中性子透過撮像

燃料電池評価に特化したラジオグラフィ

ユーザーの近くにあるいつでも使える

メンテナンスが容易

初期投資が少ない

優先事項

燃料電池から排出される水が安定的かつ継続的に排出されるような排水機構の設計に必要な気液混合流の振る舞いの実機レベルでの実用的な検査手法の開拓を目的とし製品開発において随時利用可能な中性子透過撮像システムの基礎の確立を目標とする

すぐ使える

付帯事項

名古屋大学専用中性子源過度の開発を避ける

製品化を見越した簡略化

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

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小型定常中性子源を用いた中性子透過撮像

燃料電池評価に特化したラジオグラフィ

ユーザーの近くにあるいつでも使える

メンテナンスが容易

初期投資が少ない

優先事項

燃料電池から排出される水が安定的かつ継続的に排出されるような排水機構の設計に必要な気液混合流の振る舞いの実機レベルでの実用的な検査手法の開拓を目的とし製品開発において随時利用可能な中性子透過撮像システムの基礎の確立を目標とする

すぐ使える

付帯事項

名古屋大学専用中性子源過度の開発を避ける

製品化を見越した簡略化

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

15

小型定常中性子源を用いた中性子透過撮像

燃料電池評価に特化したラジオグラフィ

ユーザーの近くにあるいつでも使える

メンテナンスが容易

初期投資が少ない

優先事項

燃料電池から排出される水が安定的かつ継続的に排出されるような排水機構の設計に必要な気液混合流の振る舞いの実機レベルでの実用的な検査手法の開拓を目的とし製品開発において随時利用可能な中性子透過撮像システムの基礎の確立を目標とする

すぐ使える

付帯事項

名古屋大学専用中性子源過度の開発を避ける

製品化を見越した簡略化

名古屋大学加速器中性子源連続ビーム被写体と検出器を密着配置

企業と緊密に連携

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

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小型定常中性子源を用いた中性子透過撮像

燃料電池評価に特化したラジオグラフィ

燃料電池から排出される水が安定的かつ継続的に排出されるような排水機構の設計に必要な気液混合流の振る舞いの実機レベルでの実用的な検査手法の開拓を目的とし製品開発において随時利用可能な中性子透過撮像システムの基礎の確立を目標とする

被検体

検出器

後方散乱

前方散乱

入射中性子

被写体と検出器を密着配置

対象物

中性子強度

画質

露出時間

加速器出力

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小型定常中性子源を用いた中性子透過撮像

燃料電池評価に特化したラジオグラフィ

燃料電池から排出される水が安定的かつ継続的に排出されるような排水機構の設計に必要な気液混合流の振る舞いの実機レベルでの実用的な検査手法の開拓を目的とし製品開発において随時利用可能な中性子透過撮像システムの基礎の確立を目標とする

被検体

検出器

後方散乱

前方散乱

入射中性子

被写体と検出器を密着配置

対象物

中性子強度

画質

露出時間

加速器出力

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

17

小型定常中性子源を用いた中性子透過撮像

燃料電池評価に特化したラジオグラフィ

燃料電池から排出される水が安定的かつ継続的に排出されるような排水機構の設計に必要な気液混合流の振る舞いの実機レベルでの実用的な検査手法の開拓を目的とし製品開発において随時利用可能な中性子透過撮像システムの基礎の確立を目標とする

被検体

検出器

後方散乱

前方散乱

入射中性子

被写体と検出器を密着配置

対象物

中性子強度

画質

露出時間

加速器出力

Lle1mm

Tle60s

38x102 leφle17x104 ncm2s

0015leWle055

6dB le p le 20dB

18

画質

NGC4565 (1095x821)

421dB361dB301dB241dB

0dB 602dB 120dB 181dB

18

画質

NGC4565 (1095x821)

421dB361dB301dB241dB

0dB 602dB 120dB 181dB「見える」とは

画質の定量化

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小型中性子源という発想の原点

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Optics Detectors Methodologies

~1cm

~10cm

neutron guide

neutron beam

sample

saving unused neutrons

CHADWICK

350Ci

Ra-Be

SOURCE

BERKELEY 37INCH

CYCLOTRON

CHARGED-PARTICLE SOURCE STEADY STATE SOURCE PULSED SOURCE

CP-1

CP-2

X-10

NRX

MRT NRU HFIR ILL

HFBRORPHEE JRR-3M SINQIBR-30

ZING-P

ZING-PWNRampNEW HARWELL LINAC

KENS

IPNS-1

WNR-PSR-1 ISIS

REACTOR SOURCE PULSED SPALLATION NEUTRON SOURCE

1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010YEAR

1

105

1010

1015

1020

J-PARC

ESSSNS

spallation sources

(Analyzing Capability) prop (Source Power) x (lsquoEfficacyrsquo)

moderator optics detector sample environment signal processing analysis algorhythm theoretical models etc

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 21

sample

opticsimageroptics

neutron source

shield

neutron source

shield

incident beam

sample

scattered neutron

detector

新たに開拓された可能性

当面の応用先

従来 中性子光学

中性子利用効率 低 高

大規模中性子施設

中小規模中性子源 times

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neutronSynchrotron Radiation

X-ray

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Synchrotron RadiationFacility

Synchrotron RadiationFacility

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

Neutron Facility Neutron Facility

new methods

Reactor Spallation Source

new ideasnew fields

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 23

共通言語の確立

ー加速器小型中性子源による基礎物理学際利用産業実用の架橋ー

原子核物理学 天文学 素粒子物理学

原子力工学 熱工学 精密加工学

加速器小型中性子源

学部大学院教育

名古屋大学 理工連携による放射線科学の推進

基礎物理

CP非保存 重力崩壊

学際利用

回折 分光 透視

物性物理化学生物工学波及学際利用薬学医学医療

産業実用製品開発生産

知識を支える若手世代の涵養

真の産学連携

真の理工連携

新発想の先端と生産現場の直接連携

本物を使った教育現場と教育現場の有機的連携

発展モデル

共同研究拠点

コンソーシアム

24

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

24

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

25

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

25

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

26

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

26

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

Source Instrument Interpretation

page

Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

26

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

page

Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

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核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 28

10-9 m 10-8 m 10-7 m 10-6 m10-10 m10-11 m10-12 m10-13 m

102 K 10-4 K 10-5 K103 K105 K107 K109 K 104 K106 K108 K1010 K 101 K 100 K 10-1 K 10-2 K 10-3 K

10-2 eV 10-3 eV 10-4 eV 10-5 eV 10-6 eV 10-7 eV 10-8 eV 10-9 eV10-1 eV101 eV103 eV105 eV 100 eV102 eV104 eV106 eV

1000 ms 100 ms 10 ms 1 ms104 ms105 ms106 ms107 ms2200ms

25meV018nm

300K

極冷熱外 熱 冷 超冷高速

Velocity

Wavelength

Energy

Temperature

(例) エネルギー帯の名称

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 29

10-9 m 10-8 m 10-7 m 10-6 m10-10 m10-11 m10-12 m10-13 m

102 K 10-4 K 10-5 K103 K105 K107 K109 K 104 K106 K108 K1010 K 101 K 100 K 10-1 K 10-2 K 10-3 K

10-2 eV 10-3 eV 10-4 eV 10-5 eV 10-6 eV 10-7 eV 10-8 eV 10-9 eV10-1 eV101 eV103 eV105 eV 100 eV102 eV104 eV106 eV

1000 ms 100 ms 10 ms 1 ms104 ms105 ms106 ms107 ms2200ms

25meV018nm

300K

極冷熱外 熱 冷 超冷高速

Velocity

Wavelength

Energy

Temperature

(例) エネルギー帯の名称 (試案)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 29

10-9 m 10-8 m 10-7 m 10-6 m10-10 m10-11 m10-12 m10-13 m

102 K 10-4 K 10-5 K103 K105 K107 K109 K 104 K106 K108 K1010 K 101 K 100 K 10-1 K 10-2 K 10-3 K

10-2 eV 10-3 eV 10-4 eV 10-5 eV 10-6 eV 10-7 eV 10-8 eV 10-9 eV10-1 eV101 eV103 eV105 eV 100 eV102 eV104 eV106 eV

1000 ms 100 ms 10 ms 1 ms104 ms105 ms106 ms107 ms2200ms

25meV018nm

300K

極冷熱外 熱 冷 超冷高速

Velocity

Wavelength

Energy

Temperature

近熱外中間熱外遠熱外 1nm帯 10nm帯 100nm帯

(例) エネルギー帯の名称 (試案)

100keV

領域10keV

領域1keV

領域100eV

領域10eV

領域1eV

領域1MeV

領域01eV

領域 10Å帯 100Å帯 1000Å帯10K帯 1K帯 100mK帯 10mK帯 1mK帯 100microK帯

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 30

(例) 中性子強度

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(例) 中性子強度

専門家の間でさえとても重要

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 32

一次粒子の時刻t 位相空間座標Γ0における分布数

一次粒子の個数

中性子の個数

一次粒子の位相空間

中性子の位相空間一つの一次粒子がΓ0にあった時にΓnに中性子が生成される確率

一次粒子の瞬間強度

一次粒子の平均強度

中性子の時刻t 位相空間座標Γnにおける分布数

中性子の瞬間強度

中性子の平均強度

一次粒子のビームパワー

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 33

一次粒子の時刻t 位相空間座標Γ0における分布数

一次粒子の個数

中性子の個数

一次粒子の位相空間

中性子の位相空間一つの一次粒子がΓ0にあった時にΓnに中性子が生成される確率

一次粒子の瞬間強度

一次粒子の平均強度

中性子の時刻t 位相空間座標Γnにおける分布数

中性子の瞬間強度

中性子の平均強度

一次粒子のビームパワー

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 34

中性子の平均強度

一次粒子のビームパワー

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一つの中性子が(Γn1t1)にあった時に(Γn2t2)に中性子を生じる確率

(Γnt)に生じる中性子数

面S上での中性子位相空間分布関数

面S上での中性子流速分布関数

規格化

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 36

減速体の表面S上での中性子流速 (S上での平均)

パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

ε領域の中性子の流速の立体角積分

減速効率

ε領域の中性子発生率

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減速体の表面S上での中性子流速 (S上での平均)

パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

ε領域の中性子の流速の立体角積分

減速効率

ε領域の中性子発生率

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パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

減速効率

ε領域の中性子発生率

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 39

パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

減速効率

ε領域の中性子発生率

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

39

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核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

40

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

41

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

41

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 42

(例) 一般人にもわかりやすい表現

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1018

1016

中性子発生率 [n s-1]

60MW 原子炉1019

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

1018

1016

中性子発生率 [n s-1]

60MW 原子炉1019

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1018

1016

60MW 原子炉1019

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 45

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 46

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 47

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 47

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1]

108

109

107

106

105

104

103

102

10

1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 48

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 51

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

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NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

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ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

特に「できる」という意味を定量化し共有

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

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108

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106

105

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103

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

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10-4

10-5

10-6

10-7

10-8

10-9

Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

特に「できる」という意味を定量化し共有

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UCANS Union for Compact Accelerator-driven Neutron Sources

httpwwwucansorg

55

日本加速器中性子源協議会

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

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日本加速器中性子源協議会

定量的な共通言語の確立

日本中性子科学会基礎基盤部会

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

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日本加速器中性子源協議会 日本中性子科学会基礎基盤部会

CoNS Concepts of Neutron Sourceshttpswww2kekjpimsskenstopics201510201123html

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

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日本加速器中性子源協議会 日本中性子科学会基礎基盤部会

CoNS Concepts of Neutron Sourceshttpswww2kekjpimsskenstopics201510201123html

NOP2017() July 2017

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

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Boron Neutron Capture Therapy

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28MeV 15mA (DC 42kW)

Boron Neutron Capture Therapy

Electrostatic Accelerator terminal voltage = 19ndash28 MV beam current le 15 mA

Physics BNCT and Engineering

Thermal Cold Very Cold

Neutron Source 2

Epithermal

Neutron Source 1

Science-Engineering Quantum Beam Intra-university Collaboration

5

名古屋大学理工連携放射線科学研究推進協定

Thermal Cold Very Cold

Neutron Source 2

Epithermal

Neutron Source 1

Science-Engineering Quantum Beam Intra-university Collaboration

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Physics BNCT and Engineering

Thermal Cold Very Cold

Neutron Source 2

Epithermal

Neutron Source 1

Electrostatic Accelerator terminal voltage = 19ndash28 MV beam current le 15 mA

名古屋大学理工連携放射線科学研究推進協定

Thermal Cold Very Cold

Neutron Source 2

Epithermal

Neutron Source 1

6名古屋大学加速器駆動中性子源Nagoya University Accelerator-driven Neutron Source

名古屋大学理工連携放射線科学研究推進協定

産学協同研究講座「加速器BNCT用システム研究講座」

株式会社 八神製作所

共同研究契約発効 (20151101)

トヨタ自動車株式会社

ー加速器小型中性子源による基礎物理学際利用産業実用の架橋ー

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

原子核物理学 天文学 素粒子物理学

原子力工学 熱工学 精密加工学

加速器小型中性子源

学部大学院教育

名古屋大学 理工連携による放射線科学の推進

基礎物理

CP非保存 重力崩壊

学際利用

回折 分光 透視

物性物理化学生物工学波及学際利用薬学医学医療

産業実用製品開発生産

知識を支える若手世代の涵養

真の産学連携

真の理工連携

新発想の先端と生産現場の直接連携

本物を使った教育現場と教育現場の有機的連携

発展モデル

共同研究拠点

コンソーシアム

7

ー加速器小型中性子源による基礎物理学際利用産業実用の架橋ー

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

原子核物理学 天文学 素粒子物理学

原子力工学 熱工学 精密加工学

加速器小型中性子源

学部大学院教育

名古屋大学 理工連携による放射線科学の推進

基礎物理

CP非保存 重力崩壊

学際利用

回折 分光 透視

物性物理化学生物工学波及学際利用薬学医学医療

産業実用製品開発生産

知識を支える若手世代の涵養

真の産学連携

真の理工連携

新発想の先端と生産現場の直接連携

本物を使った教育現場と教育現場の有機的連携

発展モデル

共同研究拠点

コンソーシアム

8

Kazuki TSUCHIDA

Yutaka YAMAGATA

Yusuke TSUCHIKAWAKatsuya HIROTA

Go ICHIKAWAHirohiko SHIMIZU

Ikuya ITOH

Masaaki KITAGUCHI Sohei IMAJO

Takahiro MORISHIMA

Akira URITANI Yoshiaki KIYANAGI

Kenichi WATANABE Sachiko YOSHIHASHI

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 9

電気双極子能率 熱外中性子光学T-violating in Compound StatesNeutron Electric Dipole Moment

Neutron Lifetimeβ崩壊寿命

Correlation Terms in Neutron β-decayNext-leading Order Contribution

New Physics Search

Neutron Antineutron Oscillation中性子反中性子振動

Large Extra-dimension New Interaction

Chameleon-field Search in Neutron Interferometry

β-decay

CP-violation

B B-L violation

gravity hellip

dark energy

日本加速器中性子源協議会

Japan Collaboration on Accelerator-driven Neutron Source

大学等連携推進事業

名古屋大学の現在の立ち位置

UCANS Union for Compact Accelerator-driven Neutron Sources

JST光量子推進プログラム

頭脳循環プログラム

研究協力協定

共同研究産学協同研究講座

10

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日本加速器中性子源協議会

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

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JCANS Core

Japan Collaboration on Accelerator-driven Neutron SourceJCANS

JCANS Academia

JCANS Sectors

コンソーシアム形成の動き

JCANS Industry

20150316

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JCANS Core

Japan Collaboration on Accelerator-driven Neutron SourceJCANS

JCANS Academia

JCANS Sectors

コンソーシアム形成の動き

JCANS Industry

20150316

Consortium

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13

清 水 裕 彦

名古屋大学 大学院 理学研究科 物理学教室 素粒子宇宙物理学専攻 素粒子物性研究室

shimizuphiphysnagoya-uacjp

AS272I001c

研究成果最適展開支援プログラム

A-STEPステージ I

産業ニーズ対応タイプ技術テーマ名コンパクト中性子源とその産業応用に向けた基盤技術の構築

小型定常中性子源を用いた中性子透過撮像

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14

研究成果最適展開支援プログラム

小型定常中性子源を用いた中性子透過撮像

プロジェクトリーダー

A-STEPステージ I

産業ニーズ対応タイプ技術テーマ名コンパクト中性子源とその産業応用に向けた基盤技術の構築

清 水 裕 彦

名古屋大学 大学院 理学研究科 物理学教室 素粒子宇宙物理学専攻 素粒子物性研究室

shimizuphiphysnagoya-uacjp

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14

小型定常中性子源を用いた中性子透過撮像

燃料電池評価に特化したラジオグラフィ

ユーザーの近くにあるいつでも使える

メンテナンスが容易

初期投資が少ない

優先事項

燃料電池から排出される水が安定的かつ継続的に排出されるような排水機構の設計に必要な気液混合流の振る舞いの実機レベルでの実用的な検査手法の開拓を目的とし製品開発において随時利用可能な中性子透過撮像システムの基礎の確立を目標とする

すぐ使える

付帯事項

名古屋大学専用中性子源過度の開発を避ける

製品化を見越した簡略化

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小型定常中性子源を用いた中性子透過撮像

燃料電池評価に特化したラジオグラフィ

ユーザーの近くにあるいつでも使える

メンテナンスが容易

初期投資が少ない

優先事項

燃料電池から排出される水が安定的かつ継続的に排出されるような排水機構の設計に必要な気液混合流の振る舞いの実機レベルでの実用的な検査手法の開拓を目的とし製品開発において随時利用可能な中性子透過撮像システムの基礎の確立を目標とする

すぐ使える

付帯事項

名古屋大学専用中性子源過度の開発を避ける

製品化を見越した簡略化

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

15

小型定常中性子源を用いた中性子透過撮像

燃料電池評価に特化したラジオグラフィ

ユーザーの近くにあるいつでも使える

メンテナンスが容易

初期投資が少ない

優先事項

燃料電池から排出される水が安定的かつ継続的に排出されるような排水機構の設計に必要な気液混合流の振る舞いの実機レベルでの実用的な検査手法の開拓を目的とし製品開発において随時利用可能な中性子透過撮像システムの基礎の確立を目標とする

すぐ使える

付帯事項

名古屋大学専用中性子源過度の開発を避ける

製品化を見越した簡略化

名古屋大学加速器中性子源連続ビーム被写体と検出器を密着配置

企業と緊密に連携

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小型定常中性子源を用いた中性子透過撮像

燃料電池評価に特化したラジオグラフィ

燃料電池から排出される水が安定的かつ継続的に排出されるような排水機構の設計に必要な気液混合流の振る舞いの実機レベルでの実用的な検査手法の開拓を目的とし製品開発において随時利用可能な中性子透過撮像システムの基礎の確立を目標とする

被検体

検出器

後方散乱

前方散乱

入射中性子

被写体と検出器を密着配置

対象物

中性子強度

画質

露出時間

加速器出力

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小型定常中性子源を用いた中性子透過撮像

燃料電池評価に特化したラジオグラフィ

燃料電池から排出される水が安定的かつ継続的に排出されるような排水機構の設計に必要な気液混合流の振る舞いの実機レベルでの実用的な検査手法の開拓を目的とし製品開発において随時利用可能な中性子透過撮像システムの基礎の確立を目標とする

被検体

検出器

後方散乱

前方散乱

入射中性子

被写体と検出器を密着配置

対象物

中性子強度

画質

露出時間

加速器出力

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小型定常中性子源を用いた中性子透過撮像

燃料電池評価に特化したラジオグラフィ

燃料電池から排出される水が安定的かつ継続的に排出されるような排水機構の設計に必要な気液混合流の振る舞いの実機レベルでの実用的な検査手法の開拓を目的とし製品開発において随時利用可能な中性子透過撮像システムの基礎の確立を目標とする

被検体

検出器

後方散乱

前方散乱

入射中性子

被写体と検出器を密着配置

対象物

中性子強度

画質

露出時間

加速器出力

Lle1mm

Tle60s

38x102 leφle17x104 ncm2s

0015leWle055

6dB le p le 20dB

18

画質

NGC4565 (1095x821)

421dB361dB301dB241dB

0dB 602dB 120dB 181dB

18

画質

NGC4565 (1095x821)

421dB361dB301dB241dB

0dB 602dB 120dB 181dB「見える」とは

画質の定量化

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 19

小型中性子源という発想の原点

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Optics Detectors Methodologies

~1cm

~10cm

neutron guide

neutron beam

sample

saving unused neutrons

CHADWICK

350Ci

Ra-Be

SOURCE

BERKELEY 37INCH

CYCLOTRON

CHARGED-PARTICLE SOURCE STEADY STATE SOURCE PULSED SOURCE

CP-1

CP-2

X-10

NRX

MRT NRU HFIR ILL

HFBRORPHEE JRR-3M SINQIBR-30

ZING-P

ZING-PWNRampNEW HARWELL LINAC

KENS

IPNS-1

WNR-PSR-1 ISIS

REACTOR SOURCE PULSED SPALLATION NEUTRON SOURCE

1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010YEAR

1

105

1010

1015

1020

J-PARC

ESSSNS

spallation sources

(Analyzing Capability) prop (Source Power) x (lsquoEfficacyrsquo)

moderator optics detector sample environment signal processing analysis algorhythm theoretical models etc

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sample

opticsimageroptics

neutron source

shield

neutron source

shield

incident beam

sample

scattered neutron

detector

新たに開拓された可能性

当面の応用先

従来 中性子光学

中性子利用効率 低 高

大規模中性子施設

中小規模中性子源 times

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neutronSynchrotron Radiation

X-ray

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Synchrotron RadiationFacility

Synchrotron RadiationFacility

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

Neutron Facility Neutron Facility

new methods

Reactor Spallation Source

new ideasnew fields

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 23

共通言語の確立

ー加速器小型中性子源による基礎物理学際利用産業実用の架橋ー

原子核物理学 天文学 素粒子物理学

原子力工学 熱工学 精密加工学

加速器小型中性子源

学部大学院教育

名古屋大学 理工連携による放射線科学の推進

基礎物理

CP非保存 重力崩壊

学際利用

回折 分光 透視

物性物理化学生物工学波及学際利用薬学医学医療

産業実用製品開発生産

知識を支える若手世代の涵養

真の産学連携

真の理工連携

新発想の先端と生産現場の直接連携

本物を使った教育現場と教育現場の有機的連携

発展モデル

共同研究拠点

コンソーシアム

24

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

24

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

25

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

25

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

page

Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

26

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

page

Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

26

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

Source Instrument Interpretation

page

Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

26

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

page

Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

27

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 28

10-9 m 10-8 m 10-7 m 10-6 m10-10 m10-11 m10-12 m10-13 m

102 K 10-4 K 10-5 K103 K105 K107 K109 K 104 K106 K108 K1010 K 101 K 100 K 10-1 K 10-2 K 10-3 K

10-2 eV 10-3 eV 10-4 eV 10-5 eV 10-6 eV 10-7 eV 10-8 eV 10-9 eV10-1 eV101 eV103 eV105 eV 100 eV102 eV104 eV106 eV

1000 ms 100 ms 10 ms 1 ms104 ms105 ms106 ms107 ms2200ms

25meV018nm

300K

極冷熱外 熱 冷 超冷高速

Velocity

Wavelength

Energy

Temperature

(例) エネルギー帯の名称

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 29

10-9 m 10-8 m 10-7 m 10-6 m10-10 m10-11 m10-12 m10-13 m

102 K 10-4 K 10-5 K103 K105 K107 K109 K 104 K106 K108 K1010 K 101 K 100 K 10-1 K 10-2 K 10-3 K

10-2 eV 10-3 eV 10-4 eV 10-5 eV 10-6 eV 10-7 eV 10-8 eV 10-9 eV10-1 eV101 eV103 eV105 eV 100 eV102 eV104 eV106 eV

1000 ms 100 ms 10 ms 1 ms104 ms105 ms106 ms107 ms2200ms

25meV018nm

300K

極冷熱外 熱 冷 超冷高速

Velocity

Wavelength

Energy

Temperature

(例) エネルギー帯の名称 (試案)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 29

10-9 m 10-8 m 10-7 m 10-6 m10-10 m10-11 m10-12 m10-13 m

102 K 10-4 K 10-5 K103 K105 K107 K109 K 104 K106 K108 K1010 K 101 K 100 K 10-1 K 10-2 K 10-3 K

10-2 eV 10-3 eV 10-4 eV 10-5 eV 10-6 eV 10-7 eV 10-8 eV 10-9 eV10-1 eV101 eV103 eV105 eV 100 eV102 eV104 eV106 eV

1000 ms 100 ms 10 ms 1 ms104 ms105 ms106 ms107 ms2200ms

25meV018nm

300K

極冷熱外 熱 冷 超冷高速

Velocity

Wavelength

Energy

Temperature

近熱外中間熱外遠熱外 1nm帯 10nm帯 100nm帯

(例) エネルギー帯の名称 (試案)

100keV

領域10keV

領域1keV

領域100eV

領域10eV

領域1eV

領域1MeV

領域01eV

領域 10Å帯 100Å帯 1000Å帯10K帯 1K帯 100mK帯 10mK帯 1mK帯 100microK帯

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(例) 中性子強度

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(例) 中性子強度

専門家の間でさえとても重要

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一次粒子の時刻t 位相空間座標Γ0における分布数

一次粒子の個数

中性子の個数

一次粒子の位相空間

中性子の位相空間一つの一次粒子がΓ0にあった時にΓnに中性子が生成される確率

一次粒子の瞬間強度

一次粒子の平均強度

中性子の時刻t 位相空間座標Γnにおける分布数

中性子の瞬間強度

中性子の平均強度

一次粒子のビームパワー

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一次粒子の時刻t 位相空間座標Γ0における分布数

一次粒子の個数

中性子の個数

一次粒子の位相空間

中性子の位相空間一つの一次粒子がΓ0にあった時にΓnに中性子が生成される確率

一次粒子の瞬間強度

一次粒子の平均強度

中性子の時刻t 位相空間座標Γnにおける分布数

中性子の瞬間強度

中性子の平均強度

一次粒子のビームパワー

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 34

中性子の平均強度

一次粒子のビームパワー

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一つの中性子が(Γn1t1)にあった時に(Γn2t2)に中性子を生じる確率

(Γnt)に生じる中性子数

面S上での中性子位相空間分布関数

面S上での中性子流速分布関数

規格化

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減速体の表面S上での中性子流速 (S上での平均)

パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

ε領域の中性子の流速の立体角積分

減速効率

ε領域の中性子発生率

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減速体の表面S上での中性子流速 (S上での平均)

パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

ε領域の中性子の流速の立体角積分

減速効率

ε領域の中性子発生率

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 38

パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

減速効率

ε領域の中性子発生率

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 39

パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

減速効率

ε領域の中性子発生率

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

39

page

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核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

40

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

41

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

page

Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

41

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 42

(例) 一般人にもわかりやすい表現

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1018

1016

中性子発生率 [n s-1]

60MW 原子炉1019

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

1018

1016

中性子発生率 [n s-1]

60MW 原子炉1019

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1018

1016

60MW 原子炉1019

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 47

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1]

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 49

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

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ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

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J-PARCJSNS (1MW)

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NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

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J-PARCJSNS (1MW)

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NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

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見かけの実視等級-267 (太陽)

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+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

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中性子発生率 [n s-1]

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

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J-PARCJSNS (1MW)

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NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

特に「できる」という意味を定量化し共有

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 53

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

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1

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10-6

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10-8

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

特に「できる」という意味を定量化し共有

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UCANS Union for Compact Accelerator-driven Neutron Sources

httpwwwucansorg

55

日本加速器中性子源協議会

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

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日本加速器中性子源協議会

定量的な共通言語の確立

日本中性子科学会基礎基盤部会

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

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日本加速器中性子源協議会 日本中性子科学会基礎基盤部会

CoNS Concepts of Neutron Sourceshttpswww2kekjpimsskenstopics201510201123html

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

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日本加速器中性子源協議会 日本中性子科学会基礎基盤部会

CoNS Concepts of Neutron Sourceshttpswww2kekjpimsskenstopics201510201123html

NOP2017() July 2017

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 59

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

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28MeV 15mA (DC 42kW)

Boron Neutron Capture Therapy

Electrostatic Accelerator terminal voltage = 19ndash28 MV beam current le 15 mA

Physics BNCT and Engineering

Thermal Cold Very Cold

Neutron Source 2

Epithermal

Neutron Source 1

Science-Engineering Quantum Beam Intra-university Collaboration

5

名古屋大学理工連携放射線科学研究推進協定

Thermal Cold Very Cold

Neutron Source 2

Epithermal

Neutron Source 1

Science-Engineering Quantum Beam Intra-university Collaboration

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Physics BNCT and Engineering

Thermal Cold Very Cold

Neutron Source 2

Epithermal

Neutron Source 1

Electrostatic Accelerator terminal voltage = 19ndash28 MV beam current le 15 mA

名古屋大学理工連携放射線科学研究推進協定

Thermal Cold Very Cold

Neutron Source 2

Epithermal

Neutron Source 1

6名古屋大学加速器駆動中性子源Nagoya University Accelerator-driven Neutron Source

名古屋大学理工連携放射線科学研究推進協定

産学協同研究講座「加速器BNCT用システム研究講座」

株式会社 八神製作所

共同研究契約発効 (20151101)

トヨタ自動車株式会社

ー加速器小型中性子源による基礎物理学際利用産業実用の架橋ー

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

原子核物理学 天文学 素粒子物理学

原子力工学 熱工学 精密加工学

加速器小型中性子源

学部大学院教育

名古屋大学 理工連携による放射線科学の推進

基礎物理

CP非保存 重力崩壊

学際利用

回折 分光 透視

物性物理化学生物工学波及学際利用薬学医学医療

産業実用製品開発生産

知識を支える若手世代の涵養

真の産学連携

真の理工連携

新発想の先端と生産現場の直接連携

本物を使った教育現場と教育現場の有機的連携

発展モデル

共同研究拠点

コンソーシアム

7

ー加速器小型中性子源による基礎物理学際利用産業実用の架橋ー

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

原子核物理学 天文学 素粒子物理学

原子力工学 熱工学 精密加工学

加速器小型中性子源

学部大学院教育

名古屋大学 理工連携による放射線科学の推進

基礎物理

CP非保存 重力崩壊

学際利用

回折 分光 透視

物性物理化学生物工学波及学際利用薬学医学医療

産業実用製品開発生産

知識を支える若手世代の涵養

真の産学連携

真の理工連携

新発想の先端と生産現場の直接連携

本物を使った教育現場と教育現場の有機的連携

発展モデル

共同研究拠点

コンソーシアム

8

Kazuki TSUCHIDA

Yutaka YAMAGATA

Yusuke TSUCHIKAWAKatsuya HIROTA

Go ICHIKAWAHirohiko SHIMIZU

Ikuya ITOH

Masaaki KITAGUCHI Sohei IMAJO

Takahiro MORISHIMA

Akira URITANI Yoshiaki KIYANAGI

Kenichi WATANABE Sachiko YOSHIHASHI

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 9

電気双極子能率 熱外中性子光学T-violating in Compound StatesNeutron Electric Dipole Moment

Neutron Lifetimeβ崩壊寿命

Correlation Terms in Neutron β-decayNext-leading Order Contribution

New Physics Search

Neutron Antineutron Oscillation中性子反中性子振動

Large Extra-dimension New Interaction

Chameleon-field Search in Neutron Interferometry

β-decay

CP-violation

B B-L violation

gravity hellip

dark energy

日本加速器中性子源協議会

Japan Collaboration on Accelerator-driven Neutron Source

大学等連携推進事業

名古屋大学の現在の立ち位置

UCANS Union for Compact Accelerator-driven Neutron Sources

JST光量子推進プログラム

頭脳循環プログラム

研究協力協定

共同研究産学協同研究講座

10

11

日本加速器中性子源協議会

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

12

JCANS Core

Japan Collaboration on Accelerator-driven Neutron SourceJCANS

JCANS Academia

JCANS Sectors

コンソーシアム形成の動き

JCANS Industry

20150316

12

JCANS Core

Japan Collaboration on Accelerator-driven Neutron SourceJCANS

JCANS Academia

JCANS Sectors

コンソーシアム形成の動き

JCANS Industry

20150316

Consortium

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

13

清 水 裕 彦

名古屋大学 大学院 理学研究科 物理学教室 素粒子宇宙物理学専攻 素粒子物性研究室

shimizuphiphysnagoya-uacjp

AS272I001c

研究成果最適展開支援プログラム

A-STEPステージ I

産業ニーズ対応タイプ技術テーマ名コンパクト中性子源とその産業応用に向けた基盤技術の構築

小型定常中性子源を用いた中性子透過撮像

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

14

研究成果最適展開支援プログラム

小型定常中性子源を用いた中性子透過撮像

プロジェクトリーダー

A-STEPステージ I

産業ニーズ対応タイプ技術テーマ名コンパクト中性子源とその産業応用に向けた基盤技術の構築

清 水 裕 彦

名古屋大学 大学院 理学研究科 物理学教室 素粒子宇宙物理学専攻 素粒子物性研究室

shimizuphiphysnagoya-uacjp

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

14

小型定常中性子源を用いた中性子透過撮像

燃料電池評価に特化したラジオグラフィ

ユーザーの近くにあるいつでも使える

メンテナンスが容易

初期投資が少ない

優先事項

燃料電池から排出される水が安定的かつ継続的に排出されるような排水機構の設計に必要な気液混合流の振る舞いの実機レベルでの実用的な検査手法の開拓を目的とし製品開発において随時利用可能な中性子透過撮像システムの基礎の確立を目標とする

すぐ使える

付帯事項

名古屋大学専用中性子源過度の開発を避ける

製品化を見越した簡略化

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15

小型定常中性子源を用いた中性子透過撮像

燃料電池評価に特化したラジオグラフィ

ユーザーの近くにあるいつでも使える

メンテナンスが容易

初期投資が少ない

優先事項

燃料電池から排出される水が安定的かつ継続的に排出されるような排水機構の設計に必要な気液混合流の振る舞いの実機レベルでの実用的な検査手法の開拓を目的とし製品開発において随時利用可能な中性子透過撮像システムの基礎の確立を目標とする

すぐ使える

付帯事項

名古屋大学専用中性子源過度の開発を避ける

製品化を見越した簡略化

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15

小型定常中性子源を用いた中性子透過撮像

燃料電池評価に特化したラジオグラフィ

ユーザーの近くにあるいつでも使える

メンテナンスが容易

初期投資が少ない

優先事項

燃料電池から排出される水が安定的かつ継続的に排出されるような排水機構の設計に必要な気液混合流の振る舞いの実機レベルでの実用的な検査手法の開拓を目的とし製品開発において随時利用可能な中性子透過撮像システムの基礎の確立を目標とする

すぐ使える

付帯事項

名古屋大学専用中性子源過度の開発を避ける

製品化を見越した簡略化

名古屋大学加速器中性子源連続ビーム被写体と検出器を密着配置

企業と緊密に連携

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小型定常中性子源を用いた中性子透過撮像

燃料電池評価に特化したラジオグラフィ

燃料電池から排出される水が安定的かつ継続的に排出されるような排水機構の設計に必要な気液混合流の振る舞いの実機レベルでの実用的な検査手法の開拓を目的とし製品開発において随時利用可能な中性子透過撮像システムの基礎の確立を目標とする

被検体

検出器

後方散乱

前方散乱

入射中性子

被写体と検出器を密着配置

対象物

中性子強度

画質

露出時間

加速器出力

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小型定常中性子源を用いた中性子透過撮像

燃料電池評価に特化したラジオグラフィ

燃料電池から排出される水が安定的かつ継続的に排出されるような排水機構の設計に必要な気液混合流の振る舞いの実機レベルでの実用的な検査手法の開拓を目的とし製品開発において随時利用可能な中性子透過撮像システムの基礎の確立を目標とする

被検体

検出器

後方散乱

前方散乱

入射中性子

被写体と検出器を密着配置

対象物

中性子強度

画質

露出時間

加速器出力

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17

小型定常中性子源を用いた中性子透過撮像

燃料電池評価に特化したラジオグラフィ

燃料電池から排出される水が安定的かつ継続的に排出されるような排水機構の設計に必要な気液混合流の振る舞いの実機レベルでの実用的な検査手法の開拓を目的とし製品開発において随時利用可能な中性子透過撮像システムの基礎の確立を目標とする

被検体

検出器

後方散乱

前方散乱

入射中性子

被写体と検出器を密着配置

対象物

中性子強度

画質

露出時間

加速器出力

Lle1mm

Tle60s

38x102 leφle17x104 ncm2s

0015leWle055

6dB le p le 20dB

18

画質

NGC4565 (1095x821)

421dB361dB301dB241dB

0dB 602dB 120dB 181dB

18

画質

NGC4565 (1095x821)

421dB361dB301dB241dB

0dB 602dB 120dB 181dB「見える」とは

画質の定量化

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小型中性子源という発想の原点

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Optics Detectors Methodologies

~1cm

~10cm

neutron guide

neutron beam

sample

saving unused neutrons

CHADWICK

350Ci

Ra-Be

SOURCE

BERKELEY 37INCH

CYCLOTRON

CHARGED-PARTICLE SOURCE STEADY STATE SOURCE PULSED SOURCE

CP-1

CP-2

X-10

NRX

MRT NRU HFIR ILL

HFBRORPHEE JRR-3M SINQIBR-30

ZING-P

ZING-PWNRampNEW HARWELL LINAC

KENS

IPNS-1

WNR-PSR-1 ISIS

REACTOR SOURCE PULSED SPALLATION NEUTRON SOURCE

1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010YEAR

1

105

1010

1015

1020

J-PARC

ESSSNS

spallation sources

(Analyzing Capability) prop (Source Power) x (lsquoEfficacyrsquo)

moderator optics detector sample environment signal processing analysis algorhythm theoretical models etc

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sample

opticsimageroptics

neutron source

shield

neutron source

shield

incident beam

sample

scattered neutron

detector

新たに開拓された可能性

当面の応用先

従来 中性子光学

中性子利用効率 低 高

大規模中性子施設

中小規模中性子源 times

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neutronSynchrotron Radiation

X-ray

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Synchrotron RadiationFacility

Synchrotron RadiationFacility

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

Neutron Facility Neutron Facility

new methods

Reactor Spallation Source

new ideasnew fields

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共通言語の確立

ー加速器小型中性子源による基礎物理学際利用産業実用の架橋ー

原子核物理学 天文学 素粒子物理学

原子力工学 熱工学 精密加工学

加速器小型中性子源

学部大学院教育

名古屋大学 理工連携による放射線科学の推進

基礎物理

CP非保存 重力崩壊

学際利用

回折 分光 透視

物性物理化学生物工学波及学際利用薬学医学医療

産業実用製品開発生産

知識を支える若手世代の涵養

真の産学連携

真の理工連携

新発想の先端と生産現場の直接連携

本物を使った教育現場と教育現場の有機的連携

発展モデル

共同研究拠点

コンソーシアム

24

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

24

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核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

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核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

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陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

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核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

26

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

Source Instrument Interpretation

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26

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

page

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核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

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10-9 m 10-8 m 10-7 m 10-6 m10-10 m10-11 m10-12 m10-13 m

102 K 10-4 K 10-5 K103 K105 K107 K109 K 104 K106 K108 K1010 K 101 K 100 K 10-1 K 10-2 K 10-3 K

10-2 eV 10-3 eV 10-4 eV 10-5 eV 10-6 eV 10-7 eV 10-8 eV 10-9 eV10-1 eV101 eV103 eV105 eV 100 eV102 eV104 eV106 eV

1000 ms 100 ms 10 ms 1 ms104 ms105 ms106 ms107 ms2200ms

25meV018nm

300K

極冷熱外 熱 冷 超冷高速

Velocity

Wavelength

Energy

Temperature

(例) エネルギー帯の名称

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10-9 m 10-8 m 10-7 m 10-6 m10-10 m10-11 m10-12 m10-13 m

102 K 10-4 K 10-5 K103 K105 K107 K109 K 104 K106 K108 K1010 K 101 K 100 K 10-1 K 10-2 K 10-3 K

10-2 eV 10-3 eV 10-4 eV 10-5 eV 10-6 eV 10-7 eV 10-8 eV 10-9 eV10-1 eV101 eV103 eV105 eV 100 eV102 eV104 eV106 eV

1000 ms 100 ms 10 ms 1 ms104 ms105 ms106 ms107 ms2200ms

25meV018nm

300K

極冷熱外 熱 冷 超冷高速

Velocity

Wavelength

Energy

Temperature

(例) エネルギー帯の名称 (試案)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 29

10-9 m 10-8 m 10-7 m 10-6 m10-10 m10-11 m10-12 m10-13 m

102 K 10-4 K 10-5 K103 K105 K107 K109 K 104 K106 K108 K1010 K 101 K 100 K 10-1 K 10-2 K 10-3 K

10-2 eV 10-3 eV 10-4 eV 10-5 eV 10-6 eV 10-7 eV 10-8 eV 10-9 eV10-1 eV101 eV103 eV105 eV 100 eV102 eV104 eV106 eV

1000 ms 100 ms 10 ms 1 ms104 ms105 ms106 ms107 ms2200ms

25meV018nm

300K

極冷熱外 熱 冷 超冷高速

Velocity

Wavelength

Energy

Temperature

近熱外中間熱外遠熱外 1nm帯 10nm帯 100nm帯

(例) エネルギー帯の名称 (試案)

100keV

領域10keV

領域1keV

領域100eV

領域10eV

領域1eV

領域1MeV

領域01eV

領域 10Å帯 100Å帯 1000Å帯10K帯 1K帯 100mK帯 10mK帯 1mK帯 100microK帯

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(例) 中性子強度

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(例) 中性子強度

専門家の間でさえとても重要

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一次粒子の時刻t 位相空間座標Γ0における分布数

一次粒子の個数

中性子の個数

一次粒子の位相空間

中性子の位相空間一つの一次粒子がΓ0にあった時にΓnに中性子が生成される確率

一次粒子の瞬間強度

一次粒子の平均強度

中性子の時刻t 位相空間座標Γnにおける分布数

中性子の瞬間強度

中性子の平均強度

一次粒子のビームパワー

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一次粒子の時刻t 位相空間座標Γ0における分布数

一次粒子の個数

中性子の個数

一次粒子の位相空間

中性子の位相空間一つの一次粒子がΓ0にあった時にΓnに中性子が生成される確率

一次粒子の瞬間強度

一次粒子の平均強度

中性子の時刻t 位相空間座標Γnにおける分布数

中性子の瞬間強度

中性子の平均強度

一次粒子のビームパワー

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中性子の平均強度

一次粒子のビームパワー

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一つの中性子が(Γn1t1)にあった時に(Γn2t2)に中性子を生じる確率

(Γnt)に生じる中性子数

面S上での中性子位相空間分布関数

面S上での中性子流速分布関数

規格化

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減速体の表面S上での中性子流速 (S上での平均)

パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

ε領域の中性子の流速の立体角積分

減速効率

ε領域の中性子発生率

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減速体の表面S上での中性子流速 (S上での平均)

パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

ε領域の中性子の流速の立体角積分

減速効率

ε領域の中性子発生率

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パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

減速効率

ε領域の中性子発生率

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パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

減速効率

ε領域の中性子発生率

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核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

39

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核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

40

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

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核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

41

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

41

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 42

(例) 一般人にもわかりやすい表現

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中性子発生率 [n s-1]

60MW 原子炉1019

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20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

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中性子発生率 [n s-1]

60MW 原子炉1019

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20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1018

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60MW 原子炉1019

1017

1015

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20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

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+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

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NUANS (1kW p+Be)

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

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+202 (ポラリス)

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中性子発生率 [n s-1]

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J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1]

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

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利用中性子数 [arb unit]

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

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ΔEE ~ 10-3

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ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

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+202 (ポラリス)

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Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 51

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

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+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

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中性子発生率 [n s-1]

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

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この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 52

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見かけの実視等級-267 (太陽)

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

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利用中性子数 [arb unit]

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Ω le 10-4 sr

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この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

特に「できる」という意味を定量化し共有

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

特に「できる」という意味を定量化し共有

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UCANS Union for Compact Accelerator-driven Neutron Sources

httpwwwucansorg

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日本加速器中性子源協議会

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

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日本加速器中性子源協議会

定量的な共通言語の確立

日本中性子科学会基礎基盤部会

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

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日本加速器中性子源協議会 日本中性子科学会基礎基盤部会

CoNS Concepts of Neutron Sourceshttpswww2kekjpimsskenstopics201510201123html

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

58

日本加速器中性子源協議会 日本中性子科学会基礎基盤部会

CoNS Concepts of Neutron Sourceshttpswww2kekjpimsskenstopics201510201123html

NOP2017() July 2017

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Electrostatic Accelerator terminal voltage = 19ndash28 MV beam current le 15 mA

Physics BNCT and Engineering

Thermal Cold Very Cold

Neutron Source 2

Epithermal

Neutron Source 1

Science-Engineering Quantum Beam Intra-university Collaboration

5

名古屋大学理工連携放射線科学研究推進協定

Thermal Cold Very Cold

Neutron Source 2

Epithermal

Neutron Source 1

Science-Engineering Quantum Beam Intra-university Collaboration

6

Physics BNCT and Engineering

Thermal Cold Very Cold

Neutron Source 2

Epithermal

Neutron Source 1

Electrostatic Accelerator terminal voltage = 19ndash28 MV beam current le 15 mA

名古屋大学理工連携放射線科学研究推進協定

Thermal Cold Very Cold

Neutron Source 2

Epithermal

Neutron Source 1

6名古屋大学加速器駆動中性子源Nagoya University Accelerator-driven Neutron Source

名古屋大学理工連携放射線科学研究推進協定

産学協同研究講座「加速器BNCT用システム研究講座」

株式会社 八神製作所

共同研究契約発効 (20151101)

トヨタ自動車株式会社

ー加速器小型中性子源による基礎物理学際利用産業実用の架橋ー

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

原子核物理学 天文学 素粒子物理学

原子力工学 熱工学 精密加工学

加速器小型中性子源

学部大学院教育

名古屋大学 理工連携による放射線科学の推進

基礎物理

CP非保存 重力崩壊

学際利用

回折 分光 透視

物性物理化学生物工学波及学際利用薬学医学医療

産業実用製品開発生産

知識を支える若手世代の涵養

真の産学連携

真の理工連携

新発想の先端と生産現場の直接連携

本物を使った教育現場と教育現場の有機的連携

発展モデル

共同研究拠点

コンソーシアム

7

ー加速器小型中性子源による基礎物理学際利用産業実用の架橋ー

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

原子核物理学 天文学 素粒子物理学

原子力工学 熱工学 精密加工学

加速器小型中性子源

学部大学院教育

名古屋大学 理工連携による放射線科学の推進

基礎物理

CP非保存 重力崩壊

学際利用

回折 分光 透視

物性物理化学生物工学波及学際利用薬学医学医療

産業実用製品開発生産

知識を支える若手世代の涵養

真の産学連携

真の理工連携

新発想の先端と生産現場の直接連携

本物を使った教育現場と教育現場の有機的連携

発展モデル

共同研究拠点

コンソーシアム

8

Kazuki TSUCHIDA

Yutaka YAMAGATA

Yusuke TSUCHIKAWAKatsuya HIROTA

Go ICHIKAWAHirohiko SHIMIZU

Ikuya ITOH

Masaaki KITAGUCHI Sohei IMAJO

Takahiro MORISHIMA

Akira URITANI Yoshiaki KIYANAGI

Kenichi WATANABE Sachiko YOSHIHASHI

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 9

電気双極子能率 熱外中性子光学T-violating in Compound StatesNeutron Electric Dipole Moment

Neutron Lifetimeβ崩壊寿命

Correlation Terms in Neutron β-decayNext-leading Order Contribution

New Physics Search

Neutron Antineutron Oscillation中性子反中性子振動

Large Extra-dimension New Interaction

Chameleon-field Search in Neutron Interferometry

β-decay

CP-violation

B B-L violation

gravity hellip

dark energy

日本加速器中性子源協議会

Japan Collaboration on Accelerator-driven Neutron Source

大学等連携推進事業

名古屋大学の現在の立ち位置

UCANS Union for Compact Accelerator-driven Neutron Sources

JST光量子推進プログラム

頭脳循環プログラム

研究協力協定

共同研究産学協同研究講座

10

11

日本加速器中性子源協議会

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

12

JCANS Core

Japan Collaboration on Accelerator-driven Neutron SourceJCANS

JCANS Academia

JCANS Sectors

コンソーシアム形成の動き

JCANS Industry

20150316

12

JCANS Core

Japan Collaboration on Accelerator-driven Neutron SourceJCANS

JCANS Academia

JCANS Sectors

コンソーシアム形成の動き

JCANS Industry

20150316

Consortium

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

13

清 水 裕 彦

名古屋大学 大学院 理学研究科 物理学教室 素粒子宇宙物理学専攻 素粒子物性研究室

shimizuphiphysnagoya-uacjp

AS272I001c

研究成果最適展開支援プログラム

A-STEPステージ I

産業ニーズ対応タイプ技術テーマ名コンパクト中性子源とその産業応用に向けた基盤技術の構築

小型定常中性子源を用いた中性子透過撮像

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

14

研究成果最適展開支援プログラム

小型定常中性子源を用いた中性子透過撮像

プロジェクトリーダー

A-STEPステージ I

産業ニーズ対応タイプ技術テーマ名コンパクト中性子源とその産業応用に向けた基盤技術の構築

清 水 裕 彦

名古屋大学 大学院 理学研究科 物理学教室 素粒子宇宙物理学専攻 素粒子物性研究室

shimizuphiphysnagoya-uacjp

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

14

小型定常中性子源を用いた中性子透過撮像

燃料電池評価に特化したラジオグラフィ

ユーザーの近くにあるいつでも使える

メンテナンスが容易

初期投資が少ない

優先事項

燃料電池から排出される水が安定的かつ継続的に排出されるような排水機構の設計に必要な気液混合流の振る舞いの実機レベルでの実用的な検査手法の開拓を目的とし製品開発において随時利用可能な中性子透過撮像システムの基礎の確立を目標とする

すぐ使える

付帯事項

名古屋大学専用中性子源過度の開発を避ける

製品化を見越した簡略化

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

15

小型定常中性子源を用いた中性子透過撮像

燃料電池評価に特化したラジオグラフィ

ユーザーの近くにあるいつでも使える

メンテナンスが容易

初期投資が少ない

優先事項

燃料電池から排出される水が安定的かつ継続的に排出されるような排水機構の設計に必要な気液混合流の振る舞いの実機レベルでの実用的な検査手法の開拓を目的とし製品開発において随時利用可能な中性子透過撮像システムの基礎の確立を目標とする

すぐ使える

付帯事項

名古屋大学専用中性子源過度の開発を避ける

製品化を見越した簡略化

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

15

小型定常中性子源を用いた中性子透過撮像

燃料電池評価に特化したラジオグラフィ

ユーザーの近くにあるいつでも使える

メンテナンスが容易

初期投資が少ない

優先事項

燃料電池から排出される水が安定的かつ継続的に排出されるような排水機構の設計に必要な気液混合流の振る舞いの実機レベルでの実用的な検査手法の開拓を目的とし製品開発において随時利用可能な中性子透過撮像システムの基礎の確立を目標とする

すぐ使える

付帯事項

名古屋大学専用中性子源過度の開発を避ける

製品化を見越した簡略化

名古屋大学加速器中性子源連続ビーム被写体と検出器を密着配置

企業と緊密に連携

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

16

小型定常中性子源を用いた中性子透過撮像

燃料電池評価に特化したラジオグラフィ

燃料電池から排出される水が安定的かつ継続的に排出されるような排水機構の設計に必要な気液混合流の振る舞いの実機レベルでの実用的な検査手法の開拓を目的とし製品開発において随時利用可能な中性子透過撮像システムの基礎の確立を目標とする

被検体

検出器

後方散乱

前方散乱

入射中性子

被写体と検出器を密着配置

対象物

中性子強度

画質

露出時間

加速器出力

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

17

小型定常中性子源を用いた中性子透過撮像

燃料電池評価に特化したラジオグラフィ

燃料電池から排出される水が安定的かつ継続的に排出されるような排水機構の設計に必要な気液混合流の振る舞いの実機レベルでの実用的な検査手法の開拓を目的とし製品開発において随時利用可能な中性子透過撮像システムの基礎の確立を目標とする

被検体

検出器

後方散乱

前方散乱

入射中性子

被写体と検出器を密着配置

対象物

中性子強度

画質

露出時間

加速器出力

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

17

小型定常中性子源を用いた中性子透過撮像

燃料電池評価に特化したラジオグラフィ

燃料電池から排出される水が安定的かつ継続的に排出されるような排水機構の設計に必要な気液混合流の振る舞いの実機レベルでの実用的な検査手法の開拓を目的とし製品開発において随時利用可能な中性子透過撮像システムの基礎の確立を目標とする

被検体

検出器

後方散乱

前方散乱

入射中性子

被写体と検出器を密着配置

対象物

中性子強度

画質

露出時間

加速器出力

Lle1mm

Tle60s

38x102 leφle17x104 ncm2s

0015leWle055

6dB le p le 20dB

18

画質

NGC4565 (1095x821)

421dB361dB301dB241dB

0dB 602dB 120dB 181dB

18

画質

NGC4565 (1095x821)

421dB361dB301dB241dB

0dB 602dB 120dB 181dB「見える」とは

画質の定量化

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小型中性子源という発想の原点

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Optics Detectors Methodologies

~1cm

~10cm

neutron guide

neutron beam

sample

saving unused neutrons

CHADWICK

350Ci

Ra-Be

SOURCE

BERKELEY 37INCH

CYCLOTRON

CHARGED-PARTICLE SOURCE STEADY STATE SOURCE PULSED SOURCE

CP-1

CP-2

X-10

NRX

MRT NRU HFIR ILL

HFBRORPHEE JRR-3M SINQIBR-30

ZING-P

ZING-PWNRampNEW HARWELL LINAC

KENS

IPNS-1

WNR-PSR-1 ISIS

REACTOR SOURCE PULSED SPALLATION NEUTRON SOURCE

1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010YEAR

1

105

1010

1015

1020

J-PARC

ESSSNS

spallation sources

(Analyzing Capability) prop (Source Power) x (lsquoEfficacyrsquo)

moderator optics detector sample environment signal processing analysis algorhythm theoretical models etc

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sample

opticsimageroptics

neutron source

shield

neutron source

shield

incident beam

sample

scattered neutron

detector

新たに開拓された可能性

当面の応用先

従来 中性子光学

中性子利用効率 低 高

大規模中性子施設

中小規模中性子源 times

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neutronSynchrotron Radiation

X-ray

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Synchrotron RadiationFacility

Synchrotron RadiationFacility

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

Neutron Facility Neutron Facility

new methods

Reactor Spallation Source

new ideasnew fields

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 23

共通言語の確立

ー加速器小型中性子源による基礎物理学際利用産業実用の架橋ー

原子核物理学 天文学 素粒子物理学

原子力工学 熱工学 精密加工学

加速器小型中性子源

学部大学院教育

名古屋大学 理工連携による放射線科学の推進

基礎物理

CP非保存 重力崩壊

学際利用

回折 分光 透視

物性物理化学生物工学波及学際利用薬学医学医療

産業実用製品開発生産

知識を支える若手世代の涵養

真の産学連携

真の理工連携

新発想の先端と生産現場の直接連携

本物を使った教育現場と教育現場の有機的連携

発展モデル

共同研究拠点

コンソーシアム

24

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

24

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

25

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

25

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

page

Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

26

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

26

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

Source Instrument Interpretation

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

26

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

page

Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

27

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

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10-9 m 10-8 m 10-7 m 10-6 m10-10 m10-11 m10-12 m10-13 m

102 K 10-4 K 10-5 K103 K105 K107 K109 K 104 K106 K108 K1010 K 101 K 100 K 10-1 K 10-2 K 10-3 K

10-2 eV 10-3 eV 10-4 eV 10-5 eV 10-6 eV 10-7 eV 10-8 eV 10-9 eV10-1 eV101 eV103 eV105 eV 100 eV102 eV104 eV106 eV

1000 ms 100 ms 10 ms 1 ms104 ms105 ms106 ms107 ms2200ms

25meV018nm

300K

極冷熱外 熱 冷 超冷高速

Velocity

Wavelength

Energy

Temperature

(例) エネルギー帯の名称

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10-9 m 10-8 m 10-7 m 10-6 m10-10 m10-11 m10-12 m10-13 m

102 K 10-4 K 10-5 K103 K105 K107 K109 K 104 K106 K108 K1010 K 101 K 100 K 10-1 K 10-2 K 10-3 K

10-2 eV 10-3 eV 10-4 eV 10-5 eV 10-6 eV 10-7 eV 10-8 eV 10-9 eV10-1 eV101 eV103 eV105 eV 100 eV102 eV104 eV106 eV

1000 ms 100 ms 10 ms 1 ms104 ms105 ms106 ms107 ms2200ms

25meV018nm

300K

極冷熱外 熱 冷 超冷高速

Velocity

Wavelength

Energy

Temperature

(例) エネルギー帯の名称 (試案)

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10-9 m 10-8 m 10-7 m 10-6 m10-10 m10-11 m10-12 m10-13 m

102 K 10-4 K 10-5 K103 K105 K107 K109 K 104 K106 K108 K1010 K 101 K 100 K 10-1 K 10-2 K 10-3 K

10-2 eV 10-3 eV 10-4 eV 10-5 eV 10-6 eV 10-7 eV 10-8 eV 10-9 eV10-1 eV101 eV103 eV105 eV 100 eV102 eV104 eV106 eV

1000 ms 100 ms 10 ms 1 ms104 ms105 ms106 ms107 ms2200ms

25meV018nm

300K

極冷熱外 熱 冷 超冷高速

Velocity

Wavelength

Energy

Temperature

近熱外中間熱外遠熱外 1nm帯 10nm帯 100nm帯

(例) エネルギー帯の名称 (試案)

100keV

領域10keV

領域1keV

領域100eV

領域10eV

領域1eV

領域1MeV

領域01eV

領域 10Å帯 100Å帯 1000Å帯10K帯 1K帯 100mK帯 10mK帯 1mK帯 100microK帯

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(例) 中性子強度

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(例) 中性子強度

専門家の間でさえとても重要

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一次粒子の時刻t 位相空間座標Γ0における分布数

一次粒子の個数

中性子の個数

一次粒子の位相空間

中性子の位相空間一つの一次粒子がΓ0にあった時にΓnに中性子が生成される確率

一次粒子の瞬間強度

一次粒子の平均強度

中性子の時刻t 位相空間座標Γnにおける分布数

中性子の瞬間強度

中性子の平均強度

一次粒子のビームパワー

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一次粒子の時刻t 位相空間座標Γ0における分布数

一次粒子の個数

中性子の個数

一次粒子の位相空間

中性子の位相空間一つの一次粒子がΓ0にあった時にΓnに中性子が生成される確率

一次粒子の瞬間強度

一次粒子の平均強度

中性子の時刻t 位相空間座標Γnにおける分布数

中性子の瞬間強度

中性子の平均強度

一次粒子のビームパワー

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中性子の平均強度

一次粒子のビームパワー

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一つの中性子が(Γn1t1)にあった時に(Γn2t2)に中性子を生じる確率

(Γnt)に生じる中性子数

面S上での中性子位相空間分布関数

面S上での中性子流速分布関数

規格化

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減速体の表面S上での中性子流速 (S上での平均)

パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

ε領域の中性子の流速の立体角積分

減速効率

ε領域の中性子発生率

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減速体の表面S上での中性子流速 (S上での平均)

パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

ε領域の中性子の流速の立体角積分

減速効率

ε領域の中性子発生率

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パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

減速効率

ε領域の中性子発生率

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 39

パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

減速効率

ε領域の中性子発生率

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

39

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

40

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

41

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

41

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 42

(例) 一般人にもわかりやすい表現

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1018

1016

中性子発生率 [n s-1]

60MW 原子炉1019

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

1018

1016

中性子発生率 [n s-1]

60MW 原子炉1019

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1018

1016

60MW 原子炉1019

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 45

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

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103

102

10

1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 46

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 47

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 47

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1]

108

109

107

106

105

104

103

102

10

1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 48

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 48

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 48

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

10-2

10-3

10-4

10-5

10-6

10-7

10-8

10-9

Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 49

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

10-2

10-3

10-4

10-5

10-6

10-7

10-8

10-9

Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 50

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

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1011

1010

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10

1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

10-2

10-3

10-4

10-5

10-6

10-7

10-8

10-9

Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 51

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

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105

104

103

102

10

1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

10-2

10-3

10-4

10-5

10-6

10-7

10-8

10-9

Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 52

-25

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-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

10-2

10-3

10-4

10-5

10-6

10-7

10-8

10-9

Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

特に「できる」という意味を定量化し共有

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 53

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

10-2

10-3

10-4

10-5

10-6

10-7

10-8

10-9

Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

特に「できる」という意味を定量化し共有

54

UCANS Union for Compact Accelerator-driven Neutron Sources

httpwwwucansorg

55

日本加速器中性子源協議会

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

56

日本加速器中性子源協議会

定量的な共通言語の確立

日本中性子科学会基礎基盤部会

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

57

日本加速器中性子源協議会 日本中性子科学会基礎基盤部会

CoNS Concepts of Neutron Sourceshttpswww2kekjpimsskenstopics201510201123html

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

58

日本加速器中性子源協議会 日本中性子科学会基礎基盤部会

CoNS Concepts of Neutron Sourceshttpswww2kekjpimsskenstopics201510201123html

NOP2017() July 2017

page

Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 59

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Thermal Cold Very Cold

Neutron Source 2

Epithermal

Neutron Source 1

Science-Engineering Quantum Beam Intra-university Collaboration

6

Physics BNCT and Engineering

Thermal Cold Very Cold

Neutron Source 2

Epithermal

Neutron Source 1

Electrostatic Accelerator terminal voltage = 19ndash28 MV beam current le 15 mA

名古屋大学理工連携放射線科学研究推進協定

Thermal Cold Very Cold

Neutron Source 2

Epithermal

Neutron Source 1

6名古屋大学加速器駆動中性子源Nagoya University Accelerator-driven Neutron Source

名古屋大学理工連携放射線科学研究推進協定

産学協同研究講座「加速器BNCT用システム研究講座」

株式会社 八神製作所

共同研究契約発効 (20151101)

トヨタ自動車株式会社

ー加速器小型中性子源による基礎物理学際利用産業実用の架橋ー

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

原子核物理学 天文学 素粒子物理学

原子力工学 熱工学 精密加工学

加速器小型中性子源

学部大学院教育

名古屋大学 理工連携による放射線科学の推進

基礎物理

CP非保存 重力崩壊

学際利用

回折 分光 透視

物性物理化学生物工学波及学際利用薬学医学医療

産業実用製品開発生産

知識を支える若手世代の涵養

真の産学連携

真の理工連携

新発想の先端と生産現場の直接連携

本物を使った教育現場と教育現場の有機的連携

発展モデル

共同研究拠点

コンソーシアム

7

ー加速器小型中性子源による基礎物理学際利用産業実用の架橋ー

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

原子核物理学 天文学 素粒子物理学

原子力工学 熱工学 精密加工学

加速器小型中性子源

学部大学院教育

名古屋大学 理工連携による放射線科学の推進

基礎物理

CP非保存 重力崩壊

学際利用

回折 分光 透視

物性物理化学生物工学波及学際利用薬学医学医療

産業実用製品開発生産

知識を支える若手世代の涵養

真の産学連携

真の理工連携

新発想の先端と生産現場の直接連携

本物を使った教育現場と教育現場の有機的連携

発展モデル

共同研究拠点

コンソーシアム

8

Kazuki TSUCHIDA

Yutaka YAMAGATA

Yusuke TSUCHIKAWAKatsuya HIROTA

Go ICHIKAWAHirohiko SHIMIZU

Ikuya ITOH

Masaaki KITAGUCHI Sohei IMAJO

Takahiro MORISHIMA

Akira URITANI Yoshiaki KIYANAGI

Kenichi WATANABE Sachiko YOSHIHASHI

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 9

電気双極子能率 熱外中性子光学T-violating in Compound StatesNeutron Electric Dipole Moment

Neutron Lifetimeβ崩壊寿命

Correlation Terms in Neutron β-decayNext-leading Order Contribution

New Physics Search

Neutron Antineutron Oscillation中性子反中性子振動

Large Extra-dimension New Interaction

Chameleon-field Search in Neutron Interferometry

β-decay

CP-violation

B B-L violation

gravity hellip

dark energy

日本加速器中性子源協議会

Japan Collaboration on Accelerator-driven Neutron Source

大学等連携推進事業

名古屋大学の現在の立ち位置

UCANS Union for Compact Accelerator-driven Neutron Sources

JST光量子推進プログラム

頭脳循環プログラム

研究協力協定

共同研究産学協同研究講座

10

11

日本加速器中性子源協議会

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

12

JCANS Core

Japan Collaboration on Accelerator-driven Neutron SourceJCANS

JCANS Academia

JCANS Sectors

コンソーシアム形成の動き

JCANS Industry

20150316

12

JCANS Core

Japan Collaboration on Accelerator-driven Neutron SourceJCANS

JCANS Academia

JCANS Sectors

コンソーシアム形成の動き

JCANS Industry

20150316

Consortium

page

Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

13

清 水 裕 彦

名古屋大学 大学院 理学研究科 物理学教室 素粒子宇宙物理学専攻 素粒子物性研究室

shimizuphiphysnagoya-uacjp

AS272I001c

研究成果最適展開支援プログラム

A-STEPステージ I

産業ニーズ対応タイプ技術テーマ名コンパクト中性子源とその産業応用に向けた基盤技術の構築

小型定常中性子源を用いた中性子透過撮像

page

Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

14

研究成果最適展開支援プログラム

小型定常中性子源を用いた中性子透過撮像

プロジェクトリーダー

A-STEPステージ I

産業ニーズ対応タイプ技術テーマ名コンパクト中性子源とその産業応用に向けた基盤技術の構築

清 水 裕 彦

名古屋大学 大学院 理学研究科 物理学教室 素粒子宇宙物理学専攻 素粒子物性研究室

shimizuphiphysnagoya-uacjp

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

14

小型定常中性子源を用いた中性子透過撮像

燃料電池評価に特化したラジオグラフィ

ユーザーの近くにあるいつでも使える

メンテナンスが容易

初期投資が少ない

優先事項

燃料電池から排出される水が安定的かつ継続的に排出されるような排水機構の設計に必要な気液混合流の振る舞いの実機レベルでの実用的な検査手法の開拓を目的とし製品開発において随時利用可能な中性子透過撮像システムの基礎の確立を目標とする

すぐ使える

付帯事項

名古屋大学専用中性子源過度の開発を避ける

製品化を見越した簡略化

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

15

小型定常中性子源を用いた中性子透過撮像

燃料電池評価に特化したラジオグラフィ

ユーザーの近くにあるいつでも使える

メンテナンスが容易

初期投資が少ない

優先事項

燃料電池から排出される水が安定的かつ継続的に排出されるような排水機構の設計に必要な気液混合流の振る舞いの実機レベルでの実用的な検査手法の開拓を目的とし製品開発において随時利用可能な中性子透過撮像システムの基礎の確立を目標とする

すぐ使える

付帯事項

名古屋大学専用中性子源過度の開発を避ける

製品化を見越した簡略化

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

15

小型定常中性子源を用いた中性子透過撮像

燃料電池評価に特化したラジオグラフィ

ユーザーの近くにあるいつでも使える

メンテナンスが容易

初期投資が少ない

優先事項

燃料電池から排出される水が安定的かつ継続的に排出されるような排水機構の設計に必要な気液混合流の振る舞いの実機レベルでの実用的な検査手法の開拓を目的とし製品開発において随時利用可能な中性子透過撮像システムの基礎の確立を目標とする

すぐ使える

付帯事項

名古屋大学専用中性子源過度の開発を避ける

製品化を見越した簡略化

名古屋大学加速器中性子源連続ビーム被写体と検出器を密着配置

企業と緊密に連携

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

16

小型定常中性子源を用いた中性子透過撮像

燃料電池評価に特化したラジオグラフィ

燃料電池から排出される水が安定的かつ継続的に排出されるような排水機構の設計に必要な気液混合流の振る舞いの実機レベルでの実用的な検査手法の開拓を目的とし製品開発において随時利用可能な中性子透過撮像システムの基礎の確立を目標とする

被検体

検出器

後方散乱

前方散乱

入射中性子

被写体と検出器を密着配置

対象物

中性子強度

画質

露出時間

加速器出力

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

17

小型定常中性子源を用いた中性子透過撮像

燃料電池評価に特化したラジオグラフィ

燃料電池から排出される水が安定的かつ継続的に排出されるような排水機構の設計に必要な気液混合流の振る舞いの実機レベルでの実用的な検査手法の開拓を目的とし製品開発において随時利用可能な中性子透過撮像システムの基礎の確立を目標とする

被検体

検出器

後方散乱

前方散乱

入射中性子

被写体と検出器を密着配置

対象物

中性子強度

画質

露出時間

加速器出力

page

Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

17

小型定常中性子源を用いた中性子透過撮像

燃料電池評価に特化したラジオグラフィ

燃料電池から排出される水が安定的かつ継続的に排出されるような排水機構の設計に必要な気液混合流の振る舞いの実機レベルでの実用的な検査手法の開拓を目的とし製品開発において随時利用可能な中性子透過撮像システムの基礎の確立を目標とする

被検体

検出器

後方散乱

前方散乱

入射中性子

被写体と検出器を密着配置

対象物

中性子強度

画質

露出時間

加速器出力

Lle1mm

Tle60s

38x102 leφle17x104 ncm2s

0015leWle055

6dB le p le 20dB

18

画質

NGC4565 (1095x821)

421dB361dB301dB241dB

0dB 602dB 120dB 181dB

18

画質

NGC4565 (1095x821)

421dB361dB301dB241dB

0dB 602dB 120dB 181dB「見える」とは

画質の定量化

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小型中性子源という発想の原点

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Optics Detectors Methodologies

~1cm

~10cm

neutron guide

neutron beam

sample

saving unused neutrons

CHADWICK

350Ci

Ra-Be

SOURCE

BERKELEY 37INCH

CYCLOTRON

CHARGED-PARTICLE SOURCE STEADY STATE SOURCE PULSED SOURCE

CP-1

CP-2

X-10

NRX

MRT NRU HFIR ILL

HFBRORPHEE JRR-3M SINQIBR-30

ZING-P

ZING-PWNRampNEW HARWELL LINAC

KENS

IPNS-1

WNR-PSR-1 ISIS

REACTOR SOURCE PULSED SPALLATION NEUTRON SOURCE

1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010YEAR

1

105

1010

1015

1020

J-PARC

ESSSNS

spallation sources

(Analyzing Capability) prop (Source Power) x (lsquoEfficacyrsquo)

moderator optics detector sample environment signal processing analysis algorhythm theoretical models etc

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sample

opticsimageroptics

neutron source

shield

neutron source

shield

incident beam

sample

scattered neutron

detector

新たに開拓された可能性

当面の応用先

従来 中性子光学

中性子利用効率 低 高

大規模中性子施設

中小規模中性子源 times

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neutronSynchrotron Radiation

X-ray

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Synchrotron RadiationFacility

Synchrotron RadiationFacility

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

Neutron Facility Neutron Facility

new methods

Reactor Spallation Source

new ideasnew fields

page

Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 23

共通言語の確立

ー加速器小型中性子源による基礎物理学際利用産業実用の架橋ー

原子核物理学 天文学 素粒子物理学

原子力工学 熱工学 精密加工学

加速器小型中性子源

学部大学院教育

名古屋大学 理工連携による放射線科学の推進

基礎物理

CP非保存 重力崩壊

学際利用

回折 分光 透視

物性物理化学生物工学波及学際利用薬学医学医療

産業実用製品開発生産

知識を支える若手世代の涵養

真の産学連携

真の理工連携

新発想の先端と生産現場の直接連携

本物を使った教育現場と教育現場の有機的連携

発展モデル

共同研究拠点

コンソーシアム

24

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

24

page

Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

25

page

Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

25

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

page

Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

26

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

26

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

Source Instrument Interpretation

page

Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

26

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

page

Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

27

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 28

10-9 m 10-8 m 10-7 m 10-6 m10-10 m10-11 m10-12 m10-13 m

102 K 10-4 K 10-5 K103 K105 K107 K109 K 104 K106 K108 K1010 K 101 K 100 K 10-1 K 10-2 K 10-3 K

10-2 eV 10-3 eV 10-4 eV 10-5 eV 10-6 eV 10-7 eV 10-8 eV 10-9 eV10-1 eV101 eV103 eV105 eV 100 eV102 eV104 eV106 eV

1000 ms 100 ms 10 ms 1 ms104 ms105 ms106 ms107 ms2200ms

25meV018nm

300K

極冷熱外 熱 冷 超冷高速

Velocity

Wavelength

Energy

Temperature

(例) エネルギー帯の名称

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 29

10-9 m 10-8 m 10-7 m 10-6 m10-10 m10-11 m10-12 m10-13 m

102 K 10-4 K 10-5 K103 K105 K107 K109 K 104 K106 K108 K1010 K 101 K 100 K 10-1 K 10-2 K 10-3 K

10-2 eV 10-3 eV 10-4 eV 10-5 eV 10-6 eV 10-7 eV 10-8 eV 10-9 eV10-1 eV101 eV103 eV105 eV 100 eV102 eV104 eV106 eV

1000 ms 100 ms 10 ms 1 ms104 ms105 ms106 ms107 ms2200ms

25meV018nm

300K

極冷熱外 熱 冷 超冷高速

Velocity

Wavelength

Energy

Temperature

(例) エネルギー帯の名称 (試案)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 29

10-9 m 10-8 m 10-7 m 10-6 m10-10 m10-11 m10-12 m10-13 m

102 K 10-4 K 10-5 K103 K105 K107 K109 K 104 K106 K108 K1010 K 101 K 100 K 10-1 K 10-2 K 10-3 K

10-2 eV 10-3 eV 10-4 eV 10-5 eV 10-6 eV 10-7 eV 10-8 eV 10-9 eV10-1 eV101 eV103 eV105 eV 100 eV102 eV104 eV106 eV

1000 ms 100 ms 10 ms 1 ms104 ms105 ms106 ms107 ms2200ms

25meV018nm

300K

極冷熱外 熱 冷 超冷高速

Velocity

Wavelength

Energy

Temperature

近熱外中間熱外遠熱外 1nm帯 10nm帯 100nm帯

(例) エネルギー帯の名称 (試案)

100keV

領域10keV

領域1keV

領域100eV

領域10eV

領域1eV

領域1MeV

領域01eV

領域 10Å帯 100Å帯 1000Å帯10K帯 1K帯 100mK帯 10mK帯 1mK帯 100microK帯

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 30

(例) 中性子強度

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 31

(例) 中性子強度

専門家の間でさえとても重要

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一次粒子の時刻t 位相空間座標Γ0における分布数

一次粒子の個数

中性子の個数

一次粒子の位相空間

中性子の位相空間一つの一次粒子がΓ0にあった時にΓnに中性子が生成される確率

一次粒子の瞬間強度

一次粒子の平均強度

中性子の時刻t 位相空間座標Γnにおける分布数

中性子の瞬間強度

中性子の平均強度

一次粒子のビームパワー

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 33

一次粒子の時刻t 位相空間座標Γ0における分布数

一次粒子の個数

中性子の個数

一次粒子の位相空間

中性子の位相空間一つの一次粒子がΓ0にあった時にΓnに中性子が生成される確率

一次粒子の瞬間強度

一次粒子の平均強度

中性子の時刻t 位相空間座標Γnにおける分布数

中性子の瞬間強度

中性子の平均強度

一次粒子のビームパワー

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中性子の平均強度

一次粒子のビームパワー

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一つの中性子が(Γn1t1)にあった時に(Γn2t2)に中性子を生じる確率

(Γnt)に生じる中性子数

面S上での中性子位相空間分布関数

面S上での中性子流速分布関数

規格化

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減速体の表面S上での中性子流速 (S上での平均)

パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

ε領域の中性子の流速の立体角積分

減速効率

ε領域の中性子発生率

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減速体の表面S上での中性子流速 (S上での平均)

パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

ε領域の中性子の流速の立体角積分

減速効率

ε領域の中性子発生率

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 38

パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

減速効率

ε領域の中性子発生率

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 39

パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

減速効率

ε領域の中性子発生率

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

39

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

40

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

41

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

41

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 42

(例) 一般人にもわかりやすい表現

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1018

1016

中性子発生率 [n s-1]

60MW 原子炉1019

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 44

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

1018

1016

中性子発生率 [n s-1]

60MW 原子炉1019

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 45

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1018

1016

60MW 原子炉1019

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 45

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 46

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 47

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 47

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1]

108

109

107

106

105

104

103

102

10

1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 48

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 48

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 48

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

10-2

10-3

10-4

10-5

10-6

10-7

10-8

10-9

Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 49

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

10-2

10-3

10-4

10-5

10-6

10-7

10-8

10-9

Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 50

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

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107

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105

104

103

102

10

1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

10-2

10-3

10-4

10-5

10-6

10-7

10-8

10-9

Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 51

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

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1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

10-2

10-3

10-4

10-5

10-6

10-7

10-8

10-9

Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 52

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

10-2

10-3

10-4

10-5

10-6

10-7

10-8

10-9

Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

特に「できる」という意味を定量化し共有

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 53

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

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1011

1010

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108

107

106

105

104

103

102

10

1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

10-2

10-3

10-4

10-5

10-6

10-7

10-8

10-9

Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

特に「できる」という意味を定量化し共有

54

UCANS Union for Compact Accelerator-driven Neutron Sources

httpwwwucansorg

55

日本加速器中性子源協議会

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

56

日本加速器中性子源協議会

定量的な共通言語の確立

日本中性子科学会基礎基盤部会

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

57

日本加速器中性子源協議会 日本中性子科学会基礎基盤部会

CoNS Concepts of Neutron Sourceshttpswww2kekjpimsskenstopics201510201123html

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

58

日本加速器中性子源協議会 日本中性子科学会基礎基盤部会

CoNS Concepts of Neutron Sourceshttpswww2kekjpimsskenstopics201510201123html

NOP2017() July 2017

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 59

Page 8: 名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と 新中性子源検討...2016/12/27  · page Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV)

Thermal Cold Very Cold

Neutron Source 2

Epithermal

Neutron Source 1

6名古屋大学加速器駆動中性子源Nagoya University Accelerator-driven Neutron Source

名古屋大学理工連携放射線科学研究推進協定

産学協同研究講座「加速器BNCT用システム研究講座」

株式会社 八神製作所

共同研究契約発効 (20151101)

トヨタ自動車株式会社

ー加速器小型中性子源による基礎物理学際利用産業実用の架橋ー

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

原子核物理学 天文学 素粒子物理学

原子力工学 熱工学 精密加工学

加速器小型中性子源

学部大学院教育

名古屋大学 理工連携による放射線科学の推進

基礎物理

CP非保存 重力崩壊

学際利用

回折 分光 透視

物性物理化学生物工学波及学際利用薬学医学医療

産業実用製品開発生産

知識を支える若手世代の涵養

真の産学連携

真の理工連携

新発想の先端と生産現場の直接連携

本物を使った教育現場と教育現場の有機的連携

発展モデル

共同研究拠点

コンソーシアム

7

ー加速器小型中性子源による基礎物理学際利用産業実用の架橋ー

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

原子核物理学 天文学 素粒子物理学

原子力工学 熱工学 精密加工学

加速器小型中性子源

学部大学院教育

名古屋大学 理工連携による放射線科学の推進

基礎物理

CP非保存 重力崩壊

学際利用

回折 分光 透視

物性物理化学生物工学波及学際利用薬学医学医療

産業実用製品開発生産

知識を支える若手世代の涵養

真の産学連携

真の理工連携

新発想の先端と生産現場の直接連携

本物を使った教育現場と教育現場の有機的連携

発展モデル

共同研究拠点

コンソーシアム

8

Kazuki TSUCHIDA

Yutaka YAMAGATA

Yusuke TSUCHIKAWAKatsuya HIROTA

Go ICHIKAWAHirohiko SHIMIZU

Ikuya ITOH

Masaaki KITAGUCHI Sohei IMAJO

Takahiro MORISHIMA

Akira URITANI Yoshiaki KIYANAGI

Kenichi WATANABE Sachiko YOSHIHASHI

page

Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 9

電気双極子能率 熱外中性子光学T-violating in Compound StatesNeutron Electric Dipole Moment

Neutron Lifetimeβ崩壊寿命

Correlation Terms in Neutron β-decayNext-leading Order Contribution

New Physics Search

Neutron Antineutron Oscillation中性子反中性子振動

Large Extra-dimension New Interaction

Chameleon-field Search in Neutron Interferometry

β-decay

CP-violation

B B-L violation

gravity hellip

dark energy

日本加速器中性子源協議会

Japan Collaboration on Accelerator-driven Neutron Source

大学等連携推進事業

名古屋大学の現在の立ち位置

UCANS Union for Compact Accelerator-driven Neutron Sources

JST光量子推進プログラム

頭脳循環プログラム

研究協力協定

共同研究産学協同研究講座

10

11

日本加速器中性子源協議会

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

12

JCANS Core

Japan Collaboration on Accelerator-driven Neutron SourceJCANS

JCANS Academia

JCANS Sectors

コンソーシアム形成の動き

JCANS Industry

20150316

12

JCANS Core

Japan Collaboration on Accelerator-driven Neutron SourceJCANS

JCANS Academia

JCANS Sectors

コンソーシアム形成の動き

JCANS Industry

20150316

Consortium

page

Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

13

清 水 裕 彦

名古屋大学 大学院 理学研究科 物理学教室 素粒子宇宙物理学専攻 素粒子物性研究室

shimizuphiphysnagoya-uacjp

AS272I001c

研究成果最適展開支援プログラム

A-STEPステージ I

産業ニーズ対応タイプ技術テーマ名コンパクト中性子源とその産業応用に向けた基盤技術の構築

小型定常中性子源を用いた中性子透過撮像

page

Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

14

研究成果最適展開支援プログラム

小型定常中性子源を用いた中性子透過撮像

プロジェクトリーダー

A-STEPステージ I

産業ニーズ対応タイプ技術テーマ名コンパクト中性子源とその産業応用に向けた基盤技術の構築

清 水 裕 彦

名古屋大学 大学院 理学研究科 物理学教室 素粒子宇宙物理学専攻 素粒子物性研究室

shimizuphiphysnagoya-uacjp

page

Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

14

小型定常中性子源を用いた中性子透過撮像

燃料電池評価に特化したラジオグラフィ

ユーザーの近くにあるいつでも使える

メンテナンスが容易

初期投資が少ない

優先事項

燃料電池から排出される水が安定的かつ継続的に排出されるような排水機構の設計に必要な気液混合流の振る舞いの実機レベルでの実用的な検査手法の開拓を目的とし製品開発において随時利用可能な中性子透過撮像システムの基礎の確立を目標とする

すぐ使える

付帯事項

名古屋大学専用中性子源過度の開発を避ける

製品化を見越した簡略化

page

Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

15

小型定常中性子源を用いた中性子透過撮像

燃料電池評価に特化したラジオグラフィ

ユーザーの近くにあるいつでも使える

メンテナンスが容易

初期投資が少ない

優先事項

燃料電池から排出される水が安定的かつ継続的に排出されるような排水機構の設計に必要な気液混合流の振る舞いの実機レベルでの実用的な検査手法の開拓を目的とし製品開発において随時利用可能な中性子透過撮像システムの基礎の確立を目標とする

すぐ使える

付帯事項

名古屋大学専用中性子源過度の開発を避ける

製品化を見越した簡略化

page

Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

15

小型定常中性子源を用いた中性子透過撮像

燃料電池評価に特化したラジオグラフィ

ユーザーの近くにあるいつでも使える

メンテナンスが容易

初期投資が少ない

優先事項

燃料電池から排出される水が安定的かつ継続的に排出されるような排水機構の設計に必要な気液混合流の振る舞いの実機レベルでの実用的な検査手法の開拓を目的とし製品開発において随時利用可能な中性子透過撮像システムの基礎の確立を目標とする

すぐ使える

付帯事項

名古屋大学専用中性子源過度の開発を避ける

製品化を見越した簡略化

名古屋大学加速器中性子源連続ビーム被写体と検出器を密着配置

企業と緊密に連携

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

16

小型定常中性子源を用いた中性子透過撮像

燃料電池評価に特化したラジオグラフィ

燃料電池から排出される水が安定的かつ継続的に排出されるような排水機構の設計に必要な気液混合流の振る舞いの実機レベルでの実用的な検査手法の開拓を目的とし製品開発において随時利用可能な中性子透過撮像システムの基礎の確立を目標とする

被検体

検出器

後方散乱

前方散乱

入射中性子

被写体と検出器を密着配置

対象物

中性子強度

画質

露出時間

加速器出力

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

17

小型定常中性子源を用いた中性子透過撮像

燃料電池評価に特化したラジオグラフィ

燃料電池から排出される水が安定的かつ継続的に排出されるような排水機構の設計に必要な気液混合流の振る舞いの実機レベルでの実用的な検査手法の開拓を目的とし製品開発において随時利用可能な中性子透過撮像システムの基礎の確立を目標とする

被検体

検出器

後方散乱

前方散乱

入射中性子

被写体と検出器を密着配置

対象物

中性子強度

画質

露出時間

加速器出力

page

Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

17

小型定常中性子源を用いた中性子透過撮像

燃料電池評価に特化したラジオグラフィ

燃料電池から排出される水が安定的かつ継続的に排出されるような排水機構の設計に必要な気液混合流の振る舞いの実機レベルでの実用的な検査手法の開拓を目的とし製品開発において随時利用可能な中性子透過撮像システムの基礎の確立を目標とする

被検体

検出器

後方散乱

前方散乱

入射中性子

被写体と検出器を密着配置

対象物

中性子強度

画質

露出時間

加速器出力

Lle1mm

Tle60s

38x102 leφle17x104 ncm2s

0015leWle055

6dB le p le 20dB

18

画質

NGC4565 (1095x821)

421dB361dB301dB241dB

0dB 602dB 120dB 181dB

18

画質

NGC4565 (1095x821)

421dB361dB301dB241dB

0dB 602dB 120dB 181dB「見える」とは

画質の定量化

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 19

小型中性子源という発想の原点

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Optics Detectors Methodologies

~1cm

~10cm

neutron guide

neutron beam

sample

saving unused neutrons

CHADWICK

350Ci

Ra-Be

SOURCE

BERKELEY 37INCH

CYCLOTRON

CHARGED-PARTICLE SOURCE STEADY STATE SOURCE PULSED SOURCE

CP-1

CP-2

X-10

NRX

MRT NRU HFIR ILL

HFBRORPHEE JRR-3M SINQIBR-30

ZING-P

ZING-PWNRampNEW HARWELL LINAC

KENS

IPNS-1

WNR-PSR-1 ISIS

REACTOR SOURCE PULSED SPALLATION NEUTRON SOURCE

1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010YEAR

1

105

1010

1015

1020

J-PARC

ESSSNS

spallation sources

(Analyzing Capability) prop (Source Power) x (lsquoEfficacyrsquo)

moderator optics detector sample environment signal processing analysis algorhythm theoretical models etc

page

Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 21

sample

opticsimageroptics

neutron source

shield

neutron source

shield

incident beam

sample

scattered neutron

detector

新たに開拓された可能性

当面の応用先

従来 中性子光学

中性子利用効率 低 高

大規模中性子施設

中小規模中性子源 times

page

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neutronSynchrotron Radiation

X-ray

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Synchrotron RadiationFacility

Synchrotron RadiationFacility

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

Neutron Facility Neutron Facility

new methods

Reactor Spallation Source

new ideasnew fields

page

Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 23

共通言語の確立

ー加速器小型中性子源による基礎物理学際利用産業実用の架橋ー

原子核物理学 天文学 素粒子物理学

原子力工学 熱工学 精密加工学

加速器小型中性子源

学部大学院教育

名古屋大学 理工連携による放射線科学の推進

基礎物理

CP非保存 重力崩壊

学際利用

回折 分光 透視

物性物理化学生物工学波及学際利用薬学医学医療

産業実用製品開発生産

知識を支える若手世代の涵養

真の産学連携

真の理工連携

新発想の先端と生産現場の直接連携

本物を使った教育現場と教育現場の有機的連携

発展モデル

共同研究拠点

コンソーシアム

24

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

24

page

Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

page

Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

25

page

Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

25

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

page

Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

26

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

page

Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

26

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

Source Instrument Interpretation

page

Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

26

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

page

Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

27

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 28

10-9 m 10-8 m 10-7 m 10-6 m10-10 m10-11 m10-12 m10-13 m

102 K 10-4 K 10-5 K103 K105 K107 K109 K 104 K106 K108 K1010 K 101 K 100 K 10-1 K 10-2 K 10-3 K

10-2 eV 10-3 eV 10-4 eV 10-5 eV 10-6 eV 10-7 eV 10-8 eV 10-9 eV10-1 eV101 eV103 eV105 eV 100 eV102 eV104 eV106 eV

1000 ms 100 ms 10 ms 1 ms104 ms105 ms106 ms107 ms2200ms

25meV018nm

300K

極冷熱外 熱 冷 超冷高速

Velocity

Wavelength

Energy

Temperature

(例) エネルギー帯の名称

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 29

10-9 m 10-8 m 10-7 m 10-6 m10-10 m10-11 m10-12 m10-13 m

102 K 10-4 K 10-5 K103 K105 K107 K109 K 104 K106 K108 K1010 K 101 K 100 K 10-1 K 10-2 K 10-3 K

10-2 eV 10-3 eV 10-4 eV 10-5 eV 10-6 eV 10-7 eV 10-8 eV 10-9 eV10-1 eV101 eV103 eV105 eV 100 eV102 eV104 eV106 eV

1000 ms 100 ms 10 ms 1 ms104 ms105 ms106 ms107 ms2200ms

25meV018nm

300K

極冷熱外 熱 冷 超冷高速

Velocity

Wavelength

Energy

Temperature

(例) エネルギー帯の名称 (試案)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 29

10-9 m 10-8 m 10-7 m 10-6 m10-10 m10-11 m10-12 m10-13 m

102 K 10-4 K 10-5 K103 K105 K107 K109 K 104 K106 K108 K1010 K 101 K 100 K 10-1 K 10-2 K 10-3 K

10-2 eV 10-3 eV 10-4 eV 10-5 eV 10-6 eV 10-7 eV 10-8 eV 10-9 eV10-1 eV101 eV103 eV105 eV 100 eV102 eV104 eV106 eV

1000 ms 100 ms 10 ms 1 ms104 ms105 ms106 ms107 ms2200ms

25meV018nm

300K

極冷熱外 熱 冷 超冷高速

Velocity

Wavelength

Energy

Temperature

近熱外中間熱外遠熱外 1nm帯 10nm帯 100nm帯

(例) エネルギー帯の名称 (試案)

100keV

領域10keV

領域1keV

領域100eV

領域10eV

領域1eV

領域1MeV

領域01eV

領域 10Å帯 100Å帯 1000Å帯10K帯 1K帯 100mK帯 10mK帯 1mK帯 100microK帯

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 30

(例) 中性子強度

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 31

(例) 中性子強度

専門家の間でさえとても重要

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 32

一次粒子の時刻t 位相空間座標Γ0における分布数

一次粒子の個数

中性子の個数

一次粒子の位相空間

中性子の位相空間一つの一次粒子がΓ0にあった時にΓnに中性子が生成される確率

一次粒子の瞬間強度

一次粒子の平均強度

中性子の時刻t 位相空間座標Γnにおける分布数

中性子の瞬間強度

中性子の平均強度

一次粒子のビームパワー

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 33

一次粒子の時刻t 位相空間座標Γ0における分布数

一次粒子の個数

中性子の個数

一次粒子の位相空間

中性子の位相空間一つの一次粒子がΓ0にあった時にΓnに中性子が生成される確率

一次粒子の瞬間強度

一次粒子の平均強度

中性子の時刻t 位相空間座標Γnにおける分布数

中性子の瞬間強度

中性子の平均強度

一次粒子のビームパワー

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 34

中性子の平均強度

一次粒子のビームパワー

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一つの中性子が(Γn1t1)にあった時に(Γn2t2)に中性子を生じる確率

(Γnt)に生じる中性子数

面S上での中性子位相空間分布関数

面S上での中性子流速分布関数

規格化

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 36

減速体の表面S上での中性子流速 (S上での平均)

パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

ε領域の中性子の流速の立体角積分

減速効率

ε領域の中性子発生率

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 37

減速体の表面S上での中性子流速 (S上での平均)

パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

ε領域の中性子の流速の立体角積分

減速効率

ε領域の中性子発生率

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 38

パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

減速効率

ε領域の中性子発生率

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 39

パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

減速効率

ε領域の中性子発生率

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

39

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

40

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

41

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

41

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 42

(例) 一般人にもわかりやすい表現

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1018

1016

中性子発生率 [n s-1]

60MW 原子炉1019

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 44

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

1018

1016

中性子発生率 [n s-1]

60MW 原子炉1019

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 45

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1018

1016

60MW 原子炉1019

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 45

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 47

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 47

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1]

108

109

107

106

105

104

103

102

10

1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 48

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

10-2

10-3

10-4

10-5

10-6

10-7

10-8

10-9

Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 49

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

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1

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10-8

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 50

-25

-20

-15

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-5

0

5

10

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

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1

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

特に「できる」という意味を定量化し共有

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 53

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

10-2

10-3

10-4

10-5

10-6

10-7

10-8

10-9

Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

特に「できる」という意味を定量化し共有

54

UCANS Union for Compact Accelerator-driven Neutron Sources

httpwwwucansorg

55

日本加速器中性子源協議会

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

56

日本加速器中性子源協議会

定量的な共通言語の確立

日本中性子科学会基礎基盤部会

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

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日本加速器中性子源協議会 日本中性子科学会基礎基盤部会

CoNS Concepts of Neutron Sourceshttpswww2kekjpimsskenstopics201510201123html

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

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日本加速器中性子源協議会 日本中性子科学会基礎基盤部会

CoNS Concepts of Neutron Sourceshttpswww2kekjpimsskenstopics201510201123html

NOP2017() July 2017

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 59

Page 9: 名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と 新中性子源検討...2016/12/27  · page Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV)

ー加速器小型中性子源による基礎物理学際利用産業実用の架橋ー

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

原子核物理学 天文学 素粒子物理学

原子力工学 熱工学 精密加工学

加速器小型中性子源

学部大学院教育

名古屋大学 理工連携による放射線科学の推進

基礎物理

CP非保存 重力崩壊

学際利用

回折 分光 透視

物性物理化学生物工学波及学際利用薬学医学医療

産業実用製品開発生産

知識を支える若手世代の涵養

真の産学連携

真の理工連携

新発想の先端と生産現場の直接連携

本物を使った教育現場と教育現場の有機的連携

発展モデル

共同研究拠点

コンソーシアム

7

ー加速器小型中性子源による基礎物理学際利用産業実用の架橋ー

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

原子核物理学 天文学 素粒子物理学

原子力工学 熱工学 精密加工学

加速器小型中性子源

学部大学院教育

名古屋大学 理工連携による放射線科学の推進

基礎物理

CP非保存 重力崩壊

学際利用

回折 分光 透視

物性物理化学生物工学波及学際利用薬学医学医療

産業実用製品開発生産

知識を支える若手世代の涵養

真の産学連携

真の理工連携

新発想の先端と生産現場の直接連携

本物を使った教育現場と教育現場の有機的連携

発展モデル

共同研究拠点

コンソーシアム

8

Kazuki TSUCHIDA

Yutaka YAMAGATA

Yusuke TSUCHIKAWAKatsuya HIROTA

Go ICHIKAWAHirohiko SHIMIZU

Ikuya ITOH

Masaaki KITAGUCHI Sohei IMAJO

Takahiro MORISHIMA

Akira URITANI Yoshiaki KIYANAGI

Kenichi WATANABE Sachiko YOSHIHASHI

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 9

電気双極子能率 熱外中性子光学T-violating in Compound StatesNeutron Electric Dipole Moment

Neutron Lifetimeβ崩壊寿命

Correlation Terms in Neutron β-decayNext-leading Order Contribution

New Physics Search

Neutron Antineutron Oscillation中性子反中性子振動

Large Extra-dimension New Interaction

Chameleon-field Search in Neutron Interferometry

β-decay

CP-violation

B B-L violation

gravity hellip

dark energy

日本加速器中性子源協議会

Japan Collaboration on Accelerator-driven Neutron Source

大学等連携推進事業

名古屋大学の現在の立ち位置

UCANS Union for Compact Accelerator-driven Neutron Sources

JST光量子推進プログラム

頭脳循環プログラム

研究協力協定

共同研究産学協同研究講座

10

11

日本加速器中性子源協議会

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

12

JCANS Core

Japan Collaboration on Accelerator-driven Neutron SourceJCANS

JCANS Academia

JCANS Sectors

コンソーシアム形成の動き

JCANS Industry

20150316

12

JCANS Core

Japan Collaboration on Accelerator-driven Neutron SourceJCANS

JCANS Academia

JCANS Sectors

コンソーシアム形成の動き

JCANS Industry

20150316

Consortium

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

13

清 水 裕 彦

名古屋大学 大学院 理学研究科 物理学教室 素粒子宇宙物理学専攻 素粒子物性研究室

shimizuphiphysnagoya-uacjp

AS272I001c

研究成果最適展開支援プログラム

A-STEPステージ I

産業ニーズ対応タイプ技術テーマ名コンパクト中性子源とその産業応用に向けた基盤技術の構築

小型定常中性子源を用いた中性子透過撮像

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

14

研究成果最適展開支援プログラム

小型定常中性子源を用いた中性子透過撮像

プロジェクトリーダー

A-STEPステージ I

産業ニーズ対応タイプ技術テーマ名コンパクト中性子源とその産業応用に向けた基盤技術の構築

清 水 裕 彦

名古屋大学 大学院 理学研究科 物理学教室 素粒子宇宙物理学専攻 素粒子物性研究室

shimizuphiphysnagoya-uacjp

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

14

小型定常中性子源を用いた中性子透過撮像

燃料電池評価に特化したラジオグラフィ

ユーザーの近くにあるいつでも使える

メンテナンスが容易

初期投資が少ない

優先事項

燃料電池から排出される水が安定的かつ継続的に排出されるような排水機構の設計に必要な気液混合流の振る舞いの実機レベルでの実用的な検査手法の開拓を目的とし製品開発において随時利用可能な中性子透過撮像システムの基礎の確立を目標とする

すぐ使える

付帯事項

名古屋大学専用中性子源過度の開発を避ける

製品化を見越した簡略化

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15

小型定常中性子源を用いた中性子透過撮像

燃料電池評価に特化したラジオグラフィ

ユーザーの近くにあるいつでも使える

メンテナンスが容易

初期投資が少ない

優先事項

燃料電池から排出される水が安定的かつ継続的に排出されるような排水機構の設計に必要な気液混合流の振る舞いの実機レベルでの実用的な検査手法の開拓を目的とし製品開発において随時利用可能な中性子透過撮像システムの基礎の確立を目標とする

すぐ使える

付帯事項

名古屋大学専用中性子源過度の開発を避ける

製品化を見越した簡略化

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

15

小型定常中性子源を用いた中性子透過撮像

燃料電池評価に特化したラジオグラフィ

ユーザーの近くにあるいつでも使える

メンテナンスが容易

初期投資が少ない

優先事項

燃料電池から排出される水が安定的かつ継続的に排出されるような排水機構の設計に必要な気液混合流の振る舞いの実機レベルでの実用的な検査手法の開拓を目的とし製品開発において随時利用可能な中性子透過撮像システムの基礎の確立を目標とする

すぐ使える

付帯事項

名古屋大学専用中性子源過度の開発を避ける

製品化を見越した簡略化

名古屋大学加速器中性子源連続ビーム被写体と検出器を密着配置

企業と緊密に連携

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

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小型定常中性子源を用いた中性子透過撮像

燃料電池評価に特化したラジオグラフィ

燃料電池から排出される水が安定的かつ継続的に排出されるような排水機構の設計に必要な気液混合流の振る舞いの実機レベルでの実用的な検査手法の開拓を目的とし製品開発において随時利用可能な中性子透過撮像システムの基礎の確立を目標とする

被検体

検出器

後方散乱

前方散乱

入射中性子

被写体と検出器を密着配置

対象物

中性子強度

画質

露出時間

加速器出力

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

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小型定常中性子源を用いた中性子透過撮像

燃料電池評価に特化したラジオグラフィ

燃料電池から排出される水が安定的かつ継続的に排出されるような排水機構の設計に必要な気液混合流の振る舞いの実機レベルでの実用的な検査手法の開拓を目的とし製品開発において随時利用可能な中性子透過撮像システムの基礎の確立を目標とする

被検体

検出器

後方散乱

前方散乱

入射中性子

被写体と検出器を密着配置

対象物

中性子強度

画質

露出時間

加速器出力

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

17

小型定常中性子源を用いた中性子透過撮像

燃料電池評価に特化したラジオグラフィ

燃料電池から排出される水が安定的かつ継続的に排出されるような排水機構の設計に必要な気液混合流の振る舞いの実機レベルでの実用的な検査手法の開拓を目的とし製品開発において随時利用可能な中性子透過撮像システムの基礎の確立を目標とする

被検体

検出器

後方散乱

前方散乱

入射中性子

被写体と検出器を密着配置

対象物

中性子強度

画質

露出時間

加速器出力

Lle1mm

Tle60s

38x102 leφle17x104 ncm2s

0015leWle055

6dB le p le 20dB

18

画質

NGC4565 (1095x821)

421dB361dB301dB241dB

0dB 602dB 120dB 181dB

18

画質

NGC4565 (1095x821)

421dB361dB301dB241dB

0dB 602dB 120dB 181dB「見える」とは

画質の定量化

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小型中性子源という発想の原点

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Optics Detectors Methodologies

~1cm

~10cm

neutron guide

neutron beam

sample

saving unused neutrons

CHADWICK

350Ci

Ra-Be

SOURCE

BERKELEY 37INCH

CYCLOTRON

CHARGED-PARTICLE SOURCE STEADY STATE SOURCE PULSED SOURCE

CP-1

CP-2

X-10

NRX

MRT NRU HFIR ILL

HFBRORPHEE JRR-3M SINQIBR-30

ZING-P

ZING-PWNRampNEW HARWELL LINAC

KENS

IPNS-1

WNR-PSR-1 ISIS

REACTOR SOURCE PULSED SPALLATION NEUTRON SOURCE

1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010YEAR

1

105

1010

1015

1020

J-PARC

ESSSNS

spallation sources

(Analyzing Capability) prop (Source Power) x (lsquoEfficacyrsquo)

moderator optics detector sample environment signal processing analysis algorhythm theoretical models etc

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sample

opticsimageroptics

neutron source

shield

neutron source

shield

incident beam

sample

scattered neutron

detector

新たに開拓された可能性

当面の応用先

従来 中性子光学

中性子利用効率 低 高

大規模中性子施設

中小規模中性子源 times

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neutronSynchrotron Radiation

X-ray

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Synchrotron RadiationFacility

Synchrotron RadiationFacility

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

Neutron Facility Neutron Facility

new methods

Reactor Spallation Source

new ideasnew fields

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 23

共通言語の確立

ー加速器小型中性子源による基礎物理学際利用産業実用の架橋ー

原子核物理学 天文学 素粒子物理学

原子力工学 熱工学 精密加工学

加速器小型中性子源

学部大学院教育

名古屋大学 理工連携による放射線科学の推進

基礎物理

CP非保存 重力崩壊

学際利用

回折 分光 透視

物性物理化学生物工学波及学際利用薬学医学医療

産業実用製品開発生産

知識を支える若手世代の涵養

真の産学連携

真の理工連携

新発想の先端と生産現場の直接連携

本物を使った教育現場と教育現場の有機的連携

発展モデル

共同研究拠点

コンソーシアム

24

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

24

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

25

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

26

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

page

Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

26

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

Source Instrument Interpretation

page

Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

26

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

page

Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

27

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

page

Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 28

10-9 m 10-8 m 10-7 m 10-6 m10-10 m10-11 m10-12 m10-13 m

102 K 10-4 K 10-5 K103 K105 K107 K109 K 104 K106 K108 K1010 K 101 K 100 K 10-1 K 10-2 K 10-3 K

10-2 eV 10-3 eV 10-4 eV 10-5 eV 10-6 eV 10-7 eV 10-8 eV 10-9 eV10-1 eV101 eV103 eV105 eV 100 eV102 eV104 eV106 eV

1000 ms 100 ms 10 ms 1 ms104 ms105 ms106 ms107 ms2200ms

25meV018nm

300K

極冷熱外 熱 冷 超冷高速

Velocity

Wavelength

Energy

Temperature

(例) エネルギー帯の名称

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 29

10-9 m 10-8 m 10-7 m 10-6 m10-10 m10-11 m10-12 m10-13 m

102 K 10-4 K 10-5 K103 K105 K107 K109 K 104 K106 K108 K1010 K 101 K 100 K 10-1 K 10-2 K 10-3 K

10-2 eV 10-3 eV 10-4 eV 10-5 eV 10-6 eV 10-7 eV 10-8 eV 10-9 eV10-1 eV101 eV103 eV105 eV 100 eV102 eV104 eV106 eV

1000 ms 100 ms 10 ms 1 ms104 ms105 ms106 ms107 ms2200ms

25meV018nm

300K

極冷熱外 熱 冷 超冷高速

Velocity

Wavelength

Energy

Temperature

(例) エネルギー帯の名称 (試案)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 29

10-9 m 10-8 m 10-7 m 10-6 m10-10 m10-11 m10-12 m10-13 m

102 K 10-4 K 10-5 K103 K105 K107 K109 K 104 K106 K108 K1010 K 101 K 100 K 10-1 K 10-2 K 10-3 K

10-2 eV 10-3 eV 10-4 eV 10-5 eV 10-6 eV 10-7 eV 10-8 eV 10-9 eV10-1 eV101 eV103 eV105 eV 100 eV102 eV104 eV106 eV

1000 ms 100 ms 10 ms 1 ms104 ms105 ms106 ms107 ms2200ms

25meV018nm

300K

極冷熱外 熱 冷 超冷高速

Velocity

Wavelength

Energy

Temperature

近熱外中間熱外遠熱外 1nm帯 10nm帯 100nm帯

(例) エネルギー帯の名称 (試案)

100keV

領域10keV

領域1keV

領域100eV

領域10eV

領域1eV

領域1MeV

領域01eV

領域 10Å帯 100Å帯 1000Å帯10K帯 1K帯 100mK帯 10mK帯 1mK帯 100microK帯

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 30

(例) 中性子強度

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 31

(例) 中性子強度

専門家の間でさえとても重要

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 32

一次粒子の時刻t 位相空間座標Γ0における分布数

一次粒子の個数

中性子の個数

一次粒子の位相空間

中性子の位相空間一つの一次粒子がΓ0にあった時にΓnに中性子が生成される確率

一次粒子の瞬間強度

一次粒子の平均強度

中性子の時刻t 位相空間座標Γnにおける分布数

中性子の瞬間強度

中性子の平均強度

一次粒子のビームパワー

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 33

一次粒子の時刻t 位相空間座標Γ0における分布数

一次粒子の個数

中性子の個数

一次粒子の位相空間

中性子の位相空間一つの一次粒子がΓ0にあった時にΓnに中性子が生成される確率

一次粒子の瞬間強度

一次粒子の平均強度

中性子の時刻t 位相空間座標Γnにおける分布数

中性子の瞬間強度

中性子の平均強度

一次粒子のビームパワー

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 34

中性子の平均強度

一次粒子のビームパワー

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 35

一つの中性子が(Γn1t1)にあった時に(Γn2t2)に中性子を生じる確率

(Γnt)に生じる中性子数

面S上での中性子位相空間分布関数

面S上での中性子流速分布関数

規格化

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 36

減速体の表面S上での中性子流速 (S上での平均)

パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

ε領域の中性子の流速の立体角積分

減速効率

ε領域の中性子発生率

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 37

減速体の表面S上での中性子流速 (S上での平均)

パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

ε領域の中性子の流速の立体角積分

減速効率

ε領域の中性子発生率

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 38

パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

減速効率

ε領域の中性子発生率

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 39

パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

減速効率

ε領域の中性子発生率

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

39

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

40

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

page

Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

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(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

41

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

page

Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

41

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

page

Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 42

(例) 一般人にもわかりやすい表現

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1018

1016

中性子発生率 [n s-1]

60MW 原子炉1019

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 44

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

1018

1016

中性子発生率 [n s-1]

60MW 原子炉1019

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 45

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1018

1016

60MW 原子炉1019

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 45

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 46

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 47

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 47

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1]

108

109

107

106

105

104

103

102

10

1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 48

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 48

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

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1010

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

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NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

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+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

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中性子発生率 [n s-1]

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

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NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

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1

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

特に「できる」という意味を定量化し共有

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 53

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

10-2

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10-5

10-6

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10-8

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

特に「できる」という意味を定量化し共有

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UCANS Union for Compact Accelerator-driven Neutron Sources

httpwwwucansorg

55

日本加速器中性子源協議会

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

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日本加速器中性子源協議会

定量的な共通言語の確立

日本中性子科学会基礎基盤部会

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

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日本加速器中性子源協議会 日本中性子科学会基礎基盤部会

CoNS Concepts of Neutron Sourceshttpswww2kekjpimsskenstopics201510201123html

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

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日本加速器中性子源協議会 日本中性子科学会基礎基盤部会

CoNS Concepts of Neutron Sourceshttpswww2kekjpimsskenstopics201510201123html

NOP2017() July 2017

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 59

Page 10: 名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と 新中性子源検討...2016/12/27  · page Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV)

ー加速器小型中性子源による基礎物理学際利用産業実用の架橋ー

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

原子核物理学 天文学 素粒子物理学

原子力工学 熱工学 精密加工学

加速器小型中性子源

学部大学院教育

名古屋大学 理工連携による放射線科学の推進

基礎物理

CP非保存 重力崩壊

学際利用

回折 分光 透視

物性物理化学生物工学波及学際利用薬学医学医療

産業実用製品開発生産

知識を支える若手世代の涵養

真の産学連携

真の理工連携

新発想の先端と生産現場の直接連携

本物を使った教育現場と教育現場の有機的連携

発展モデル

共同研究拠点

コンソーシアム

8

Kazuki TSUCHIDA

Yutaka YAMAGATA

Yusuke TSUCHIKAWAKatsuya HIROTA

Go ICHIKAWAHirohiko SHIMIZU

Ikuya ITOH

Masaaki KITAGUCHI Sohei IMAJO

Takahiro MORISHIMA

Akira URITANI Yoshiaki KIYANAGI

Kenichi WATANABE Sachiko YOSHIHASHI

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 9

電気双極子能率 熱外中性子光学T-violating in Compound StatesNeutron Electric Dipole Moment

Neutron Lifetimeβ崩壊寿命

Correlation Terms in Neutron β-decayNext-leading Order Contribution

New Physics Search

Neutron Antineutron Oscillation中性子反中性子振動

Large Extra-dimension New Interaction

Chameleon-field Search in Neutron Interferometry

β-decay

CP-violation

B B-L violation

gravity hellip

dark energy

日本加速器中性子源協議会

Japan Collaboration on Accelerator-driven Neutron Source

大学等連携推進事業

名古屋大学の現在の立ち位置

UCANS Union for Compact Accelerator-driven Neutron Sources

JST光量子推進プログラム

頭脳循環プログラム

研究協力協定

共同研究産学協同研究講座

10

11

日本加速器中性子源協議会

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

12

JCANS Core

Japan Collaboration on Accelerator-driven Neutron SourceJCANS

JCANS Academia

JCANS Sectors

コンソーシアム形成の動き

JCANS Industry

20150316

12

JCANS Core

Japan Collaboration on Accelerator-driven Neutron SourceJCANS

JCANS Academia

JCANS Sectors

コンソーシアム形成の動き

JCANS Industry

20150316

Consortium

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

13

清 水 裕 彦

名古屋大学 大学院 理学研究科 物理学教室 素粒子宇宙物理学専攻 素粒子物性研究室

shimizuphiphysnagoya-uacjp

AS272I001c

研究成果最適展開支援プログラム

A-STEPステージ I

産業ニーズ対応タイプ技術テーマ名コンパクト中性子源とその産業応用に向けた基盤技術の構築

小型定常中性子源を用いた中性子透過撮像

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

14

研究成果最適展開支援プログラム

小型定常中性子源を用いた中性子透過撮像

プロジェクトリーダー

A-STEPステージ I

産業ニーズ対応タイプ技術テーマ名コンパクト中性子源とその産業応用に向けた基盤技術の構築

清 水 裕 彦

名古屋大学 大学院 理学研究科 物理学教室 素粒子宇宙物理学専攻 素粒子物性研究室

shimizuphiphysnagoya-uacjp

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

14

小型定常中性子源を用いた中性子透過撮像

燃料電池評価に特化したラジオグラフィ

ユーザーの近くにあるいつでも使える

メンテナンスが容易

初期投資が少ない

優先事項

燃料電池から排出される水が安定的かつ継続的に排出されるような排水機構の設計に必要な気液混合流の振る舞いの実機レベルでの実用的な検査手法の開拓を目的とし製品開発において随時利用可能な中性子透過撮像システムの基礎の確立を目標とする

すぐ使える

付帯事項

名古屋大学専用中性子源過度の開発を避ける

製品化を見越した簡略化

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小型定常中性子源を用いた中性子透過撮像

燃料電池評価に特化したラジオグラフィ

ユーザーの近くにあるいつでも使える

メンテナンスが容易

初期投資が少ない

優先事項

燃料電池から排出される水が安定的かつ継続的に排出されるような排水機構の設計に必要な気液混合流の振る舞いの実機レベルでの実用的な検査手法の開拓を目的とし製品開発において随時利用可能な中性子透過撮像システムの基礎の確立を目標とする

すぐ使える

付帯事項

名古屋大学専用中性子源過度の開発を避ける

製品化を見越した簡略化

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

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小型定常中性子源を用いた中性子透過撮像

燃料電池評価に特化したラジオグラフィ

ユーザーの近くにあるいつでも使える

メンテナンスが容易

初期投資が少ない

優先事項

燃料電池から排出される水が安定的かつ継続的に排出されるような排水機構の設計に必要な気液混合流の振る舞いの実機レベルでの実用的な検査手法の開拓を目的とし製品開発において随時利用可能な中性子透過撮像システムの基礎の確立を目標とする

すぐ使える

付帯事項

名古屋大学専用中性子源過度の開発を避ける

製品化を見越した簡略化

名古屋大学加速器中性子源連続ビーム被写体と検出器を密着配置

企業と緊密に連携

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小型定常中性子源を用いた中性子透過撮像

燃料電池評価に特化したラジオグラフィ

燃料電池から排出される水が安定的かつ継続的に排出されるような排水機構の設計に必要な気液混合流の振る舞いの実機レベルでの実用的な検査手法の開拓を目的とし製品開発において随時利用可能な中性子透過撮像システムの基礎の確立を目標とする

被検体

検出器

後方散乱

前方散乱

入射中性子

被写体と検出器を密着配置

対象物

中性子強度

画質

露出時間

加速器出力

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小型定常中性子源を用いた中性子透過撮像

燃料電池評価に特化したラジオグラフィ

燃料電池から排出される水が安定的かつ継続的に排出されるような排水機構の設計に必要な気液混合流の振る舞いの実機レベルでの実用的な検査手法の開拓を目的とし製品開発において随時利用可能な中性子透過撮像システムの基礎の確立を目標とする

被検体

検出器

後方散乱

前方散乱

入射中性子

被写体と検出器を密着配置

対象物

中性子強度

画質

露出時間

加速器出力

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

17

小型定常中性子源を用いた中性子透過撮像

燃料電池評価に特化したラジオグラフィ

燃料電池から排出される水が安定的かつ継続的に排出されるような排水機構の設計に必要な気液混合流の振る舞いの実機レベルでの実用的な検査手法の開拓を目的とし製品開発において随時利用可能な中性子透過撮像システムの基礎の確立を目標とする

被検体

検出器

後方散乱

前方散乱

入射中性子

被写体と検出器を密着配置

対象物

中性子強度

画質

露出時間

加速器出力

Lle1mm

Tle60s

38x102 leφle17x104 ncm2s

0015leWle055

6dB le p le 20dB

18

画質

NGC4565 (1095x821)

421dB361dB301dB241dB

0dB 602dB 120dB 181dB

18

画質

NGC4565 (1095x821)

421dB361dB301dB241dB

0dB 602dB 120dB 181dB「見える」とは

画質の定量化

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小型中性子源という発想の原点

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Optics Detectors Methodologies

~1cm

~10cm

neutron guide

neutron beam

sample

saving unused neutrons

CHADWICK

350Ci

Ra-Be

SOURCE

BERKELEY 37INCH

CYCLOTRON

CHARGED-PARTICLE SOURCE STEADY STATE SOURCE PULSED SOURCE

CP-1

CP-2

X-10

NRX

MRT NRU HFIR ILL

HFBRORPHEE JRR-3M SINQIBR-30

ZING-P

ZING-PWNRampNEW HARWELL LINAC

KENS

IPNS-1

WNR-PSR-1 ISIS

REACTOR SOURCE PULSED SPALLATION NEUTRON SOURCE

1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010YEAR

1

105

1010

1015

1020

J-PARC

ESSSNS

spallation sources

(Analyzing Capability) prop (Source Power) x (lsquoEfficacyrsquo)

moderator optics detector sample environment signal processing analysis algorhythm theoretical models etc

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 21

sample

opticsimageroptics

neutron source

shield

neutron source

shield

incident beam

sample

scattered neutron

detector

新たに開拓された可能性

当面の応用先

従来 中性子光学

中性子利用効率 低 高

大規模中性子施設

中小規模中性子源 times

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 22

neutronSynchrotron Radiation

X-ray

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Synchrotron RadiationFacility

Synchrotron RadiationFacility

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

Neutron Facility Neutron Facility

new methods

Reactor Spallation Source

new ideasnew fields

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 23

共通言語の確立

ー加速器小型中性子源による基礎物理学際利用産業実用の架橋ー

原子核物理学 天文学 素粒子物理学

原子力工学 熱工学 精密加工学

加速器小型中性子源

学部大学院教育

名古屋大学 理工連携による放射線科学の推進

基礎物理

CP非保存 重力崩壊

学際利用

回折 分光 透視

物性物理化学生物工学波及学際利用薬学医学医療

産業実用製品開発生産

知識を支える若手世代の涵養

真の産学連携

真の理工連携

新発想の先端と生産現場の直接連携

本物を使った教育現場と教育現場の有機的連携

発展モデル

共同研究拠点

コンソーシアム

24

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

24

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

25

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

25

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

26

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

26

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

Source Instrument Interpretation

page

Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

26

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

page

Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

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核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 28

10-9 m 10-8 m 10-7 m 10-6 m10-10 m10-11 m10-12 m10-13 m

102 K 10-4 K 10-5 K103 K105 K107 K109 K 104 K106 K108 K1010 K 101 K 100 K 10-1 K 10-2 K 10-3 K

10-2 eV 10-3 eV 10-4 eV 10-5 eV 10-6 eV 10-7 eV 10-8 eV 10-9 eV10-1 eV101 eV103 eV105 eV 100 eV102 eV104 eV106 eV

1000 ms 100 ms 10 ms 1 ms104 ms105 ms106 ms107 ms2200ms

25meV018nm

300K

極冷熱外 熱 冷 超冷高速

Velocity

Wavelength

Energy

Temperature

(例) エネルギー帯の名称

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 29

10-9 m 10-8 m 10-7 m 10-6 m10-10 m10-11 m10-12 m10-13 m

102 K 10-4 K 10-5 K103 K105 K107 K109 K 104 K106 K108 K1010 K 101 K 100 K 10-1 K 10-2 K 10-3 K

10-2 eV 10-3 eV 10-4 eV 10-5 eV 10-6 eV 10-7 eV 10-8 eV 10-9 eV10-1 eV101 eV103 eV105 eV 100 eV102 eV104 eV106 eV

1000 ms 100 ms 10 ms 1 ms104 ms105 ms106 ms107 ms2200ms

25meV018nm

300K

極冷熱外 熱 冷 超冷高速

Velocity

Wavelength

Energy

Temperature

(例) エネルギー帯の名称 (試案)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 29

10-9 m 10-8 m 10-7 m 10-6 m10-10 m10-11 m10-12 m10-13 m

102 K 10-4 K 10-5 K103 K105 K107 K109 K 104 K106 K108 K1010 K 101 K 100 K 10-1 K 10-2 K 10-3 K

10-2 eV 10-3 eV 10-4 eV 10-5 eV 10-6 eV 10-7 eV 10-8 eV 10-9 eV10-1 eV101 eV103 eV105 eV 100 eV102 eV104 eV106 eV

1000 ms 100 ms 10 ms 1 ms104 ms105 ms106 ms107 ms2200ms

25meV018nm

300K

極冷熱外 熱 冷 超冷高速

Velocity

Wavelength

Energy

Temperature

近熱外中間熱外遠熱外 1nm帯 10nm帯 100nm帯

(例) エネルギー帯の名称 (試案)

100keV

領域10keV

領域1keV

領域100eV

領域10eV

領域1eV

領域1MeV

領域01eV

領域 10Å帯 100Å帯 1000Å帯10K帯 1K帯 100mK帯 10mK帯 1mK帯 100microK帯

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 30

(例) 中性子強度

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 31

(例) 中性子強度

専門家の間でさえとても重要

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 32

一次粒子の時刻t 位相空間座標Γ0における分布数

一次粒子の個数

中性子の個数

一次粒子の位相空間

中性子の位相空間一つの一次粒子がΓ0にあった時にΓnに中性子が生成される確率

一次粒子の瞬間強度

一次粒子の平均強度

中性子の時刻t 位相空間座標Γnにおける分布数

中性子の瞬間強度

中性子の平均強度

一次粒子のビームパワー

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 33

一次粒子の時刻t 位相空間座標Γ0における分布数

一次粒子の個数

中性子の個数

一次粒子の位相空間

中性子の位相空間一つの一次粒子がΓ0にあった時にΓnに中性子が生成される確率

一次粒子の瞬間強度

一次粒子の平均強度

中性子の時刻t 位相空間座標Γnにおける分布数

中性子の瞬間強度

中性子の平均強度

一次粒子のビームパワー

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 34

中性子の平均強度

一次粒子のビームパワー

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一つの中性子が(Γn1t1)にあった時に(Γn2t2)に中性子を生じる確率

(Γnt)に生じる中性子数

面S上での中性子位相空間分布関数

面S上での中性子流速分布関数

規格化

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 36

減速体の表面S上での中性子流速 (S上での平均)

パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

ε領域の中性子の流速の立体角積分

減速効率

ε領域の中性子発生率

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減速体の表面S上での中性子流速 (S上での平均)

パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

ε領域の中性子の流速の立体角積分

減速効率

ε領域の中性子発生率

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パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

減速効率

ε領域の中性子発生率

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 39

パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

減速効率

ε領域の中性子発生率

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

39

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

40

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

41

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

page

Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

41

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

page

Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 42

(例) 一般人にもわかりやすい表現

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1018

1016

中性子発生率 [n s-1]

60MW 原子炉1019

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

1018

1016

中性子発生率 [n s-1]

60MW 原子炉1019

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 45

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1018

1016

60MW 原子炉1019

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 45

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 46

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 47

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 47

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1]

108

109

107

106

105

104

103

102

10

1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 48

-25

-20

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-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

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1015

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

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1010

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

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NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

特に「できる」という意味を定量化し共有

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

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10-5

10-6

10-7

10-8

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

特に「できる」という意味を定量化し共有

54

UCANS Union for Compact Accelerator-driven Neutron Sources

httpwwwucansorg

55

日本加速器中性子源協議会

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

56

日本加速器中性子源協議会

定量的な共通言語の確立

日本中性子科学会基礎基盤部会

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

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日本加速器中性子源協議会 日本中性子科学会基礎基盤部会

CoNS Concepts of Neutron Sourceshttpswww2kekjpimsskenstopics201510201123html

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

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日本加速器中性子源協議会 日本中性子科学会基礎基盤部会

CoNS Concepts of Neutron Sourceshttpswww2kekjpimsskenstopics201510201123html

NOP2017() July 2017

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電気双極子能率 熱外中性子光学T-violating in Compound StatesNeutron Electric Dipole Moment

Neutron Lifetimeβ崩壊寿命

Correlation Terms in Neutron β-decayNext-leading Order Contribution

New Physics Search

Neutron Antineutron Oscillation中性子反中性子振動

Large Extra-dimension New Interaction

Chameleon-field Search in Neutron Interferometry

β-decay

CP-violation

B B-L violation

gravity hellip

dark energy

日本加速器中性子源協議会

Japan Collaboration on Accelerator-driven Neutron Source

大学等連携推進事業

名古屋大学の現在の立ち位置

UCANS Union for Compact Accelerator-driven Neutron Sources

JST光量子推進プログラム

頭脳循環プログラム

研究協力協定

共同研究産学協同研究講座

10

11

日本加速器中性子源協議会

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

12

JCANS Core

Japan Collaboration on Accelerator-driven Neutron SourceJCANS

JCANS Academia

JCANS Sectors

コンソーシアム形成の動き

JCANS Industry

20150316

12

JCANS Core

Japan Collaboration on Accelerator-driven Neutron SourceJCANS

JCANS Academia

JCANS Sectors

コンソーシアム形成の動き

JCANS Industry

20150316

Consortium

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

13

清 水 裕 彦

名古屋大学 大学院 理学研究科 物理学教室 素粒子宇宙物理学専攻 素粒子物性研究室

shimizuphiphysnagoya-uacjp

AS272I001c

研究成果最適展開支援プログラム

A-STEPステージ I

産業ニーズ対応タイプ技術テーマ名コンパクト中性子源とその産業応用に向けた基盤技術の構築

小型定常中性子源を用いた中性子透過撮像

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

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研究成果最適展開支援プログラム

小型定常中性子源を用いた中性子透過撮像

プロジェクトリーダー

A-STEPステージ I

産業ニーズ対応タイプ技術テーマ名コンパクト中性子源とその産業応用に向けた基盤技術の構築

清 水 裕 彦

名古屋大学 大学院 理学研究科 物理学教室 素粒子宇宙物理学専攻 素粒子物性研究室

shimizuphiphysnagoya-uacjp

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

14

小型定常中性子源を用いた中性子透過撮像

燃料電池評価に特化したラジオグラフィ

ユーザーの近くにあるいつでも使える

メンテナンスが容易

初期投資が少ない

優先事項

燃料電池から排出される水が安定的かつ継続的に排出されるような排水機構の設計に必要な気液混合流の振る舞いの実機レベルでの実用的な検査手法の開拓を目的とし製品開発において随時利用可能な中性子透過撮像システムの基礎の確立を目標とする

すぐ使える

付帯事項

名古屋大学専用中性子源過度の開発を避ける

製品化を見越した簡略化

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小型定常中性子源を用いた中性子透過撮像

燃料電池評価に特化したラジオグラフィ

ユーザーの近くにあるいつでも使える

メンテナンスが容易

初期投資が少ない

優先事項

燃料電池から排出される水が安定的かつ継続的に排出されるような排水機構の設計に必要な気液混合流の振る舞いの実機レベルでの実用的な検査手法の開拓を目的とし製品開発において随時利用可能な中性子透過撮像システムの基礎の確立を目標とする

すぐ使える

付帯事項

名古屋大学専用中性子源過度の開発を避ける

製品化を見越した簡略化

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小型定常中性子源を用いた中性子透過撮像

燃料電池評価に特化したラジオグラフィ

ユーザーの近くにあるいつでも使える

メンテナンスが容易

初期投資が少ない

優先事項

燃料電池から排出される水が安定的かつ継続的に排出されるような排水機構の設計に必要な気液混合流の振る舞いの実機レベルでの実用的な検査手法の開拓を目的とし製品開発において随時利用可能な中性子透過撮像システムの基礎の確立を目標とする

すぐ使える

付帯事項

名古屋大学専用中性子源過度の開発を避ける

製品化を見越した簡略化

名古屋大学加速器中性子源連続ビーム被写体と検出器を密着配置

企業と緊密に連携

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小型定常中性子源を用いた中性子透過撮像

燃料電池評価に特化したラジオグラフィ

燃料電池から排出される水が安定的かつ継続的に排出されるような排水機構の設計に必要な気液混合流の振る舞いの実機レベルでの実用的な検査手法の開拓を目的とし製品開発において随時利用可能な中性子透過撮像システムの基礎の確立を目標とする

被検体

検出器

後方散乱

前方散乱

入射中性子

被写体と検出器を密着配置

対象物

中性子強度

画質

露出時間

加速器出力

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小型定常中性子源を用いた中性子透過撮像

燃料電池評価に特化したラジオグラフィ

燃料電池から排出される水が安定的かつ継続的に排出されるような排水機構の設計に必要な気液混合流の振る舞いの実機レベルでの実用的な検査手法の開拓を目的とし製品開発において随時利用可能な中性子透過撮像システムの基礎の確立を目標とする

被検体

検出器

後方散乱

前方散乱

入射中性子

被写体と検出器を密着配置

対象物

中性子強度

画質

露出時間

加速器出力

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小型定常中性子源を用いた中性子透過撮像

燃料電池評価に特化したラジオグラフィ

燃料電池から排出される水が安定的かつ継続的に排出されるような排水機構の設計に必要な気液混合流の振る舞いの実機レベルでの実用的な検査手法の開拓を目的とし製品開発において随時利用可能な中性子透過撮像システムの基礎の確立を目標とする

被検体

検出器

後方散乱

前方散乱

入射中性子

被写体と検出器を密着配置

対象物

中性子強度

画質

露出時間

加速器出力

Lle1mm

Tle60s

38x102 leφle17x104 ncm2s

0015leWle055

6dB le p le 20dB

18

画質

NGC4565 (1095x821)

421dB361dB301dB241dB

0dB 602dB 120dB 181dB

18

画質

NGC4565 (1095x821)

421dB361dB301dB241dB

0dB 602dB 120dB 181dB「見える」とは

画質の定量化

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小型中性子源という発想の原点

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Optics Detectors Methodologies

~1cm

~10cm

neutron guide

neutron beam

sample

saving unused neutrons

CHADWICK

350Ci

Ra-Be

SOURCE

BERKELEY 37INCH

CYCLOTRON

CHARGED-PARTICLE SOURCE STEADY STATE SOURCE PULSED SOURCE

CP-1

CP-2

X-10

NRX

MRT NRU HFIR ILL

HFBRORPHEE JRR-3M SINQIBR-30

ZING-P

ZING-PWNRampNEW HARWELL LINAC

KENS

IPNS-1

WNR-PSR-1 ISIS

REACTOR SOURCE PULSED SPALLATION NEUTRON SOURCE

1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010YEAR

1

105

1010

1015

1020

J-PARC

ESSSNS

spallation sources

(Analyzing Capability) prop (Source Power) x (lsquoEfficacyrsquo)

moderator optics detector sample environment signal processing analysis algorhythm theoretical models etc

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sample

opticsimageroptics

neutron source

shield

neutron source

shield

incident beam

sample

scattered neutron

detector

新たに開拓された可能性

当面の応用先

従来 中性子光学

中性子利用効率 低 高

大規模中性子施設

中小規模中性子源 times

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neutronSynchrotron Radiation

X-ray

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

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Lab X-ray

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Lab X-ray

Lab

Synchrotron RadiationFacility

Synchrotron RadiationFacility

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

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On-siteNeutron Source

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On-siteNeutron Source

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On-siteNeutron Source

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On-siteNeutron Source

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On-siteNeutron Source

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On-siteNeutron Source

Lab

Neutron Facility Neutron Facility

new methods

Reactor Spallation Source

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 23

共通言語の確立

ー加速器小型中性子源による基礎物理学際利用産業実用の架橋ー

原子核物理学 天文学 素粒子物理学

原子力工学 熱工学 精密加工学

加速器小型中性子源

学部大学院教育

名古屋大学 理工連携による放射線科学の推進

基礎物理

CP非保存 重力崩壊

学際利用

回折 分光 透視

物性物理化学生物工学波及学際利用薬学医学医療

産業実用製品開発生産

知識を支える若手世代の涵養

真の産学連携

真の理工連携

新発想の先端と生産現場の直接連携

本物を使った教育現場と教育現場の有機的連携

発展モデル

共同研究拠点

コンソーシアム

24

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

24

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

25

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

25

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

26

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

26

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

Source Instrument Interpretation

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

26

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

27

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 28

10-9 m 10-8 m 10-7 m 10-6 m10-10 m10-11 m10-12 m10-13 m

102 K 10-4 K 10-5 K103 K105 K107 K109 K 104 K106 K108 K1010 K 101 K 100 K 10-1 K 10-2 K 10-3 K

10-2 eV 10-3 eV 10-4 eV 10-5 eV 10-6 eV 10-7 eV 10-8 eV 10-9 eV10-1 eV101 eV103 eV105 eV 100 eV102 eV104 eV106 eV

1000 ms 100 ms 10 ms 1 ms104 ms105 ms106 ms107 ms2200ms

25meV018nm

300K

極冷熱外 熱 冷 超冷高速

Velocity

Wavelength

Energy

Temperature

(例) エネルギー帯の名称

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 29

10-9 m 10-8 m 10-7 m 10-6 m10-10 m10-11 m10-12 m10-13 m

102 K 10-4 K 10-5 K103 K105 K107 K109 K 104 K106 K108 K1010 K 101 K 100 K 10-1 K 10-2 K 10-3 K

10-2 eV 10-3 eV 10-4 eV 10-5 eV 10-6 eV 10-7 eV 10-8 eV 10-9 eV10-1 eV101 eV103 eV105 eV 100 eV102 eV104 eV106 eV

1000 ms 100 ms 10 ms 1 ms104 ms105 ms106 ms107 ms2200ms

25meV018nm

300K

極冷熱外 熱 冷 超冷高速

Velocity

Wavelength

Energy

Temperature

(例) エネルギー帯の名称 (試案)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 29

10-9 m 10-8 m 10-7 m 10-6 m10-10 m10-11 m10-12 m10-13 m

102 K 10-4 K 10-5 K103 K105 K107 K109 K 104 K106 K108 K1010 K 101 K 100 K 10-1 K 10-2 K 10-3 K

10-2 eV 10-3 eV 10-4 eV 10-5 eV 10-6 eV 10-7 eV 10-8 eV 10-9 eV10-1 eV101 eV103 eV105 eV 100 eV102 eV104 eV106 eV

1000 ms 100 ms 10 ms 1 ms104 ms105 ms106 ms107 ms2200ms

25meV018nm

300K

極冷熱外 熱 冷 超冷高速

Velocity

Wavelength

Energy

Temperature

近熱外中間熱外遠熱外 1nm帯 10nm帯 100nm帯

(例) エネルギー帯の名称 (試案)

100keV

領域10keV

領域1keV

領域100eV

領域10eV

領域1eV

領域1MeV

領域01eV

領域 10Å帯 100Å帯 1000Å帯10K帯 1K帯 100mK帯 10mK帯 1mK帯 100microK帯

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 30

(例) 中性子強度

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(例) 中性子強度

専門家の間でさえとても重要

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 32

一次粒子の時刻t 位相空間座標Γ0における分布数

一次粒子の個数

中性子の個数

一次粒子の位相空間

中性子の位相空間一つの一次粒子がΓ0にあった時にΓnに中性子が生成される確率

一次粒子の瞬間強度

一次粒子の平均強度

中性子の時刻t 位相空間座標Γnにおける分布数

中性子の瞬間強度

中性子の平均強度

一次粒子のビームパワー

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 33

一次粒子の時刻t 位相空間座標Γ0における分布数

一次粒子の個数

中性子の個数

一次粒子の位相空間

中性子の位相空間一つの一次粒子がΓ0にあった時にΓnに中性子が生成される確率

一次粒子の瞬間強度

一次粒子の平均強度

中性子の時刻t 位相空間座標Γnにおける分布数

中性子の瞬間強度

中性子の平均強度

一次粒子のビームパワー

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 34

中性子の平均強度

一次粒子のビームパワー

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一つの中性子が(Γn1t1)にあった時に(Γn2t2)に中性子を生じる確率

(Γnt)に生じる中性子数

面S上での中性子位相空間分布関数

面S上での中性子流速分布関数

規格化

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 36

減速体の表面S上での中性子流速 (S上での平均)

パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

ε領域の中性子の流速の立体角積分

減速効率

ε領域の中性子発生率

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 37

減速体の表面S上での中性子流速 (S上での平均)

パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

ε領域の中性子の流速の立体角積分

減速効率

ε領域の中性子発生率

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 38

パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

減速効率

ε領域の中性子発生率

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 39

パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

減速効率

ε領域の中性子発生率

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

39

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

40

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

41

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

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(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

41

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 42

(例) 一般人にもわかりやすい表現

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1018

1016

中性子発生率 [n s-1]

60MW 原子炉1019

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 44

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

1018

1016

中性子発生率 [n s-1]

60MW 原子炉1019

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 45

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1018

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60MW 原子炉1019

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

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105

104

103

102

10

1

20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 45

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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-25

-20

-15

-10

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0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

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1013

1012

1011

1010

109

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107

106

105

104

103

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 47

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0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

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1017

1015

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1012

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1010

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1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1]

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J-PARCJSNS (1MW)

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NUANS (1kW p+Be)

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

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1017

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

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NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 49

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

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1011

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 51

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

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1017

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

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NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

特に「できる」という意味を定量化し共有

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 53

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

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103

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

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10-6

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10-8

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

特に「できる」という意味を定量化し共有

54

UCANS Union for Compact Accelerator-driven Neutron Sources

httpwwwucansorg

55

日本加速器中性子源協議会

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

56

日本加速器中性子源協議会

定量的な共通言語の確立

日本中性子科学会基礎基盤部会

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

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日本加速器中性子源協議会 日本中性子科学会基礎基盤部会

CoNS Concepts of Neutron Sourceshttpswww2kekjpimsskenstopics201510201123html

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

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日本加速器中性子源協議会 日本中性子科学会基礎基盤部会

CoNS Concepts of Neutron Sourceshttpswww2kekjpimsskenstopics201510201123html

NOP2017() July 2017

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 59

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日本加速器中性子源協議会

Japan Collaboration on Accelerator-driven Neutron Source

大学等連携推進事業

名古屋大学の現在の立ち位置

UCANS Union for Compact Accelerator-driven Neutron Sources

JST光量子推進プログラム

頭脳循環プログラム

研究協力協定

共同研究産学協同研究講座

10

11

日本加速器中性子源協議会

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

12

JCANS Core

Japan Collaboration on Accelerator-driven Neutron SourceJCANS

JCANS Academia

JCANS Sectors

コンソーシアム形成の動き

JCANS Industry

20150316

12

JCANS Core

Japan Collaboration on Accelerator-driven Neutron SourceJCANS

JCANS Academia

JCANS Sectors

コンソーシアム形成の動き

JCANS Industry

20150316

Consortium

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

13

清 水 裕 彦

名古屋大学 大学院 理学研究科 物理学教室 素粒子宇宙物理学専攻 素粒子物性研究室

shimizuphiphysnagoya-uacjp

AS272I001c

研究成果最適展開支援プログラム

A-STEPステージ I

産業ニーズ対応タイプ技術テーマ名コンパクト中性子源とその産業応用に向けた基盤技術の構築

小型定常中性子源を用いた中性子透過撮像

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

14

研究成果最適展開支援プログラム

小型定常中性子源を用いた中性子透過撮像

プロジェクトリーダー

A-STEPステージ I

産業ニーズ対応タイプ技術テーマ名コンパクト中性子源とその産業応用に向けた基盤技術の構築

清 水 裕 彦

名古屋大学 大学院 理学研究科 物理学教室 素粒子宇宙物理学専攻 素粒子物性研究室

shimizuphiphysnagoya-uacjp

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

14

小型定常中性子源を用いた中性子透過撮像

燃料電池評価に特化したラジオグラフィ

ユーザーの近くにあるいつでも使える

メンテナンスが容易

初期投資が少ない

優先事項

燃料電池から排出される水が安定的かつ継続的に排出されるような排水機構の設計に必要な気液混合流の振る舞いの実機レベルでの実用的な検査手法の開拓を目的とし製品開発において随時利用可能な中性子透過撮像システムの基礎の確立を目標とする

すぐ使える

付帯事項

名古屋大学専用中性子源過度の開発を避ける

製品化を見越した簡略化

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小型定常中性子源を用いた中性子透過撮像

燃料電池評価に特化したラジオグラフィ

ユーザーの近くにあるいつでも使える

メンテナンスが容易

初期投資が少ない

優先事項

燃料電池から排出される水が安定的かつ継続的に排出されるような排水機構の設計に必要な気液混合流の振る舞いの実機レベルでの実用的な検査手法の開拓を目的とし製品開発において随時利用可能な中性子透過撮像システムの基礎の確立を目標とする

すぐ使える

付帯事項

名古屋大学専用中性子源過度の開発を避ける

製品化を見越した簡略化

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

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小型定常中性子源を用いた中性子透過撮像

燃料電池評価に特化したラジオグラフィ

ユーザーの近くにあるいつでも使える

メンテナンスが容易

初期投資が少ない

優先事項

燃料電池から排出される水が安定的かつ継続的に排出されるような排水機構の設計に必要な気液混合流の振る舞いの実機レベルでの実用的な検査手法の開拓を目的とし製品開発において随時利用可能な中性子透過撮像システムの基礎の確立を目標とする

すぐ使える

付帯事項

名古屋大学専用中性子源過度の開発を避ける

製品化を見越した簡略化

名古屋大学加速器中性子源連続ビーム被写体と検出器を密着配置

企業と緊密に連携

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小型定常中性子源を用いた中性子透過撮像

燃料電池評価に特化したラジオグラフィ

燃料電池から排出される水が安定的かつ継続的に排出されるような排水機構の設計に必要な気液混合流の振る舞いの実機レベルでの実用的な検査手法の開拓を目的とし製品開発において随時利用可能な中性子透過撮像システムの基礎の確立を目標とする

被検体

検出器

後方散乱

前方散乱

入射中性子

被写体と検出器を密着配置

対象物

中性子強度

画質

露出時間

加速器出力

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

17

小型定常中性子源を用いた中性子透過撮像

燃料電池評価に特化したラジオグラフィ

燃料電池から排出される水が安定的かつ継続的に排出されるような排水機構の設計に必要な気液混合流の振る舞いの実機レベルでの実用的な検査手法の開拓を目的とし製品開発において随時利用可能な中性子透過撮像システムの基礎の確立を目標とする

被検体

検出器

後方散乱

前方散乱

入射中性子

被写体と検出器を密着配置

対象物

中性子強度

画質

露出時間

加速器出力

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

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小型定常中性子源を用いた中性子透過撮像

燃料電池評価に特化したラジオグラフィ

燃料電池から排出される水が安定的かつ継続的に排出されるような排水機構の設計に必要な気液混合流の振る舞いの実機レベルでの実用的な検査手法の開拓を目的とし製品開発において随時利用可能な中性子透過撮像システムの基礎の確立を目標とする

被検体

検出器

後方散乱

前方散乱

入射中性子

被写体と検出器を密着配置

対象物

中性子強度

画質

露出時間

加速器出力

Lle1mm

Tle60s

38x102 leφle17x104 ncm2s

0015leWle055

6dB le p le 20dB

18

画質

NGC4565 (1095x821)

421dB361dB301dB241dB

0dB 602dB 120dB 181dB

18

画質

NGC4565 (1095x821)

421dB361dB301dB241dB

0dB 602dB 120dB 181dB「見える」とは

画質の定量化

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小型中性子源という発想の原点

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Optics Detectors Methodologies

~1cm

~10cm

neutron guide

neutron beam

sample

saving unused neutrons

CHADWICK

350Ci

Ra-Be

SOURCE

BERKELEY 37INCH

CYCLOTRON

CHARGED-PARTICLE SOURCE STEADY STATE SOURCE PULSED SOURCE

CP-1

CP-2

X-10

NRX

MRT NRU HFIR ILL

HFBRORPHEE JRR-3M SINQIBR-30

ZING-P

ZING-PWNRampNEW HARWELL LINAC

KENS

IPNS-1

WNR-PSR-1 ISIS

REACTOR SOURCE PULSED SPALLATION NEUTRON SOURCE

1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010YEAR

1

105

1010

1015

1020

J-PARC

ESSSNS

spallation sources

(Analyzing Capability) prop (Source Power) x (lsquoEfficacyrsquo)

moderator optics detector sample environment signal processing analysis algorhythm theoretical models etc

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 21

sample

opticsimageroptics

neutron source

shield

neutron source

shield

incident beam

sample

scattered neutron

detector

新たに開拓された可能性

当面の応用先

従来 中性子光学

中性子利用効率 低 高

大規模中性子施設

中小規模中性子源 times

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 22

neutronSynchrotron Radiation

X-ray

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Synchrotron RadiationFacility

Synchrotron RadiationFacility

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

Neutron Facility Neutron Facility

new methods

Reactor Spallation Source

new ideasnew fields

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 23

共通言語の確立

ー加速器小型中性子源による基礎物理学際利用産業実用の架橋ー

原子核物理学 天文学 素粒子物理学

原子力工学 熱工学 精密加工学

加速器小型中性子源

学部大学院教育

名古屋大学 理工連携による放射線科学の推進

基礎物理

CP非保存 重力崩壊

学際利用

回折 分光 透視

物性物理化学生物工学波及学際利用薬学医学医療

産業実用製品開発生産

知識を支える若手世代の涵養

真の産学連携

真の理工連携

新発想の先端と生産現場の直接連携

本物を使った教育現場と教育現場の有機的連携

発展モデル

共同研究拠点

コンソーシアム

24

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

24

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

25

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

26

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

26

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

Source Instrument Interpretation

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

26

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

27

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 28

10-9 m 10-8 m 10-7 m 10-6 m10-10 m10-11 m10-12 m10-13 m

102 K 10-4 K 10-5 K103 K105 K107 K109 K 104 K106 K108 K1010 K 101 K 100 K 10-1 K 10-2 K 10-3 K

10-2 eV 10-3 eV 10-4 eV 10-5 eV 10-6 eV 10-7 eV 10-8 eV 10-9 eV10-1 eV101 eV103 eV105 eV 100 eV102 eV104 eV106 eV

1000 ms 100 ms 10 ms 1 ms104 ms105 ms106 ms107 ms2200ms

25meV018nm

300K

極冷熱外 熱 冷 超冷高速

Velocity

Wavelength

Energy

Temperature

(例) エネルギー帯の名称

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 29

10-9 m 10-8 m 10-7 m 10-6 m10-10 m10-11 m10-12 m10-13 m

102 K 10-4 K 10-5 K103 K105 K107 K109 K 104 K106 K108 K1010 K 101 K 100 K 10-1 K 10-2 K 10-3 K

10-2 eV 10-3 eV 10-4 eV 10-5 eV 10-6 eV 10-7 eV 10-8 eV 10-9 eV10-1 eV101 eV103 eV105 eV 100 eV102 eV104 eV106 eV

1000 ms 100 ms 10 ms 1 ms104 ms105 ms106 ms107 ms2200ms

25meV018nm

300K

極冷熱外 熱 冷 超冷高速

Velocity

Wavelength

Energy

Temperature

(例) エネルギー帯の名称 (試案)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 29

10-9 m 10-8 m 10-7 m 10-6 m10-10 m10-11 m10-12 m10-13 m

102 K 10-4 K 10-5 K103 K105 K107 K109 K 104 K106 K108 K1010 K 101 K 100 K 10-1 K 10-2 K 10-3 K

10-2 eV 10-3 eV 10-4 eV 10-5 eV 10-6 eV 10-7 eV 10-8 eV 10-9 eV10-1 eV101 eV103 eV105 eV 100 eV102 eV104 eV106 eV

1000 ms 100 ms 10 ms 1 ms104 ms105 ms106 ms107 ms2200ms

25meV018nm

300K

極冷熱外 熱 冷 超冷高速

Velocity

Wavelength

Energy

Temperature

近熱外中間熱外遠熱外 1nm帯 10nm帯 100nm帯

(例) エネルギー帯の名称 (試案)

100keV

領域10keV

領域1keV

領域100eV

領域10eV

領域1eV

領域1MeV

領域01eV

領域 10Å帯 100Å帯 1000Å帯10K帯 1K帯 100mK帯 10mK帯 1mK帯 100microK帯

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 30

(例) 中性子強度

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(例) 中性子強度

専門家の間でさえとても重要

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 32

一次粒子の時刻t 位相空間座標Γ0における分布数

一次粒子の個数

中性子の個数

一次粒子の位相空間

中性子の位相空間一つの一次粒子がΓ0にあった時にΓnに中性子が生成される確率

一次粒子の瞬間強度

一次粒子の平均強度

中性子の時刻t 位相空間座標Γnにおける分布数

中性子の瞬間強度

中性子の平均強度

一次粒子のビームパワー

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 33

一次粒子の時刻t 位相空間座標Γ0における分布数

一次粒子の個数

中性子の個数

一次粒子の位相空間

中性子の位相空間一つの一次粒子がΓ0にあった時にΓnに中性子が生成される確率

一次粒子の瞬間強度

一次粒子の平均強度

中性子の時刻t 位相空間座標Γnにおける分布数

中性子の瞬間強度

中性子の平均強度

一次粒子のビームパワー

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 34

中性子の平均強度

一次粒子のビームパワー

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一つの中性子が(Γn1t1)にあった時に(Γn2t2)に中性子を生じる確率

(Γnt)に生じる中性子数

面S上での中性子位相空間分布関数

面S上での中性子流速分布関数

規格化

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減速体の表面S上での中性子流速 (S上での平均)

パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

ε領域の中性子の流速の立体角積分

減速効率

ε領域の中性子発生率

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減速体の表面S上での中性子流速 (S上での平均)

パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

ε領域の中性子の流速の立体角積分

減速効率

ε領域の中性子発生率

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 38

パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

減速効率

ε領域の中性子発生率

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 39

パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

減速効率

ε領域の中性子発生率

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

39

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核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

40

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

41

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

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(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

41

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 42

(例) 一般人にもわかりやすい表現

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1018

1016

中性子発生率 [n s-1]

60MW 原子炉1019

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

1018

1016

中性子発生率 [n s-1]

60MW 原子炉1019

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1018

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60MW 原子炉1019

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

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105

104

103

102

10

1

20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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-20

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0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

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102

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1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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-25

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5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

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1013

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1010

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107

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104

103

102

10

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

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106

105

104

103

102

10

1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 47

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

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106

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103

102

10

1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1]

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109

107

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105

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103

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1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 48

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 48

-25

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0

5

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

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1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

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1015

1013

1012

1011

1010

109

108

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 48

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5

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

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10-3

10-4

10-5

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 49

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-15

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0

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

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108

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105

104

103

102

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1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

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10-8

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 50

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-20

-15

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-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

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1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

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108

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 51

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0

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

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1013

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1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

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1

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 52

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

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107

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1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

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1

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10-8

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

特に「できる」という意味を定量化し共有

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 53

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

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1017

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

10-2

10-3

10-4

10-5

10-6

10-7

10-8

10-9

Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

特に「できる」という意味を定量化し共有

54

UCANS Union for Compact Accelerator-driven Neutron Sources

httpwwwucansorg

55

日本加速器中性子源協議会

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

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日本加速器中性子源協議会

定量的な共通言語の確立

日本中性子科学会基礎基盤部会

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

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日本加速器中性子源協議会 日本中性子科学会基礎基盤部会

CoNS Concepts of Neutron Sourceshttpswww2kekjpimsskenstopics201510201123html

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

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日本加速器中性子源協議会 日本中性子科学会基礎基盤部会

CoNS Concepts of Neutron Sourceshttpswww2kekjpimsskenstopics201510201123html

NOP2017() July 2017

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 59

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11

日本加速器中性子源協議会

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

12

JCANS Core

Japan Collaboration on Accelerator-driven Neutron SourceJCANS

JCANS Academia

JCANS Sectors

コンソーシアム形成の動き

JCANS Industry

20150316

12

JCANS Core

Japan Collaboration on Accelerator-driven Neutron SourceJCANS

JCANS Academia

JCANS Sectors

コンソーシアム形成の動き

JCANS Industry

20150316

Consortium

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

13

清 水 裕 彦

名古屋大学 大学院 理学研究科 物理学教室 素粒子宇宙物理学専攻 素粒子物性研究室

shimizuphiphysnagoya-uacjp

AS272I001c

研究成果最適展開支援プログラム

A-STEPステージ I

産業ニーズ対応タイプ技術テーマ名コンパクト中性子源とその産業応用に向けた基盤技術の構築

小型定常中性子源を用いた中性子透過撮像

page

Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

14

研究成果最適展開支援プログラム

小型定常中性子源を用いた中性子透過撮像

プロジェクトリーダー

A-STEPステージ I

産業ニーズ対応タイプ技術テーマ名コンパクト中性子源とその産業応用に向けた基盤技術の構築

清 水 裕 彦

名古屋大学 大学院 理学研究科 物理学教室 素粒子宇宙物理学専攻 素粒子物性研究室

shimizuphiphysnagoya-uacjp

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

14

小型定常中性子源を用いた中性子透過撮像

燃料電池評価に特化したラジオグラフィ

ユーザーの近くにあるいつでも使える

メンテナンスが容易

初期投資が少ない

優先事項

燃料電池から排出される水が安定的かつ継続的に排出されるような排水機構の設計に必要な気液混合流の振る舞いの実機レベルでの実用的な検査手法の開拓を目的とし製品開発において随時利用可能な中性子透過撮像システムの基礎の確立を目標とする

すぐ使える

付帯事項

名古屋大学専用中性子源過度の開発を避ける

製品化を見越した簡略化

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小型定常中性子源を用いた中性子透過撮像

燃料電池評価に特化したラジオグラフィ

ユーザーの近くにあるいつでも使える

メンテナンスが容易

初期投資が少ない

優先事項

燃料電池から排出される水が安定的かつ継続的に排出されるような排水機構の設計に必要な気液混合流の振る舞いの実機レベルでの実用的な検査手法の開拓を目的とし製品開発において随時利用可能な中性子透過撮像システムの基礎の確立を目標とする

すぐ使える

付帯事項

名古屋大学専用中性子源過度の開発を避ける

製品化を見越した簡略化

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

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小型定常中性子源を用いた中性子透過撮像

燃料電池評価に特化したラジオグラフィ

ユーザーの近くにあるいつでも使える

メンテナンスが容易

初期投資が少ない

優先事項

燃料電池から排出される水が安定的かつ継続的に排出されるような排水機構の設計に必要な気液混合流の振る舞いの実機レベルでの実用的な検査手法の開拓を目的とし製品開発において随時利用可能な中性子透過撮像システムの基礎の確立を目標とする

すぐ使える

付帯事項

名古屋大学専用中性子源過度の開発を避ける

製品化を見越した簡略化

名古屋大学加速器中性子源連続ビーム被写体と検出器を密着配置

企業と緊密に連携

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小型定常中性子源を用いた中性子透過撮像

燃料電池評価に特化したラジオグラフィ

燃料電池から排出される水が安定的かつ継続的に排出されるような排水機構の設計に必要な気液混合流の振る舞いの実機レベルでの実用的な検査手法の開拓を目的とし製品開発において随時利用可能な中性子透過撮像システムの基礎の確立を目標とする

被検体

検出器

後方散乱

前方散乱

入射中性子

被写体と検出器を密着配置

対象物

中性子強度

画質

露出時間

加速器出力

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小型定常中性子源を用いた中性子透過撮像

燃料電池評価に特化したラジオグラフィ

燃料電池から排出される水が安定的かつ継続的に排出されるような排水機構の設計に必要な気液混合流の振る舞いの実機レベルでの実用的な検査手法の開拓を目的とし製品開発において随時利用可能な中性子透過撮像システムの基礎の確立を目標とする

被検体

検出器

後方散乱

前方散乱

入射中性子

被写体と検出器を密着配置

対象物

中性子強度

画質

露出時間

加速器出力

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

17

小型定常中性子源を用いた中性子透過撮像

燃料電池評価に特化したラジオグラフィ

燃料電池から排出される水が安定的かつ継続的に排出されるような排水機構の設計に必要な気液混合流の振る舞いの実機レベルでの実用的な検査手法の開拓を目的とし製品開発において随時利用可能な中性子透過撮像システムの基礎の確立を目標とする

被検体

検出器

後方散乱

前方散乱

入射中性子

被写体と検出器を密着配置

対象物

中性子強度

画質

露出時間

加速器出力

Lle1mm

Tle60s

38x102 leφle17x104 ncm2s

0015leWle055

6dB le p le 20dB

18

画質

NGC4565 (1095x821)

421dB361dB301dB241dB

0dB 602dB 120dB 181dB

18

画質

NGC4565 (1095x821)

421dB361dB301dB241dB

0dB 602dB 120dB 181dB「見える」とは

画質の定量化

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小型中性子源という発想の原点

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Optics Detectors Methodologies

~1cm

~10cm

neutron guide

neutron beam

sample

saving unused neutrons

CHADWICK

350Ci

Ra-Be

SOURCE

BERKELEY 37INCH

CYCLOTRON

CHARGED-PARTICLE SOURCE STEADY STATE SOURCE PULSED SOURCE

CP-1

CP-2

X-10

NRX

MRT NRU HFIR ILL

HFBRORPHEE JRR-3M SINQIBR-30

ZING-P

ZING-PWNRampNEW HARWELL LINAC

KENS

IPNS-1

WNR-PSR-1 ISIS

REACTOR SOURCE PULSED SPALLATION NEUTRON SOURCE

1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010YEAR

1

105

1010

1015

1020

J-PARC

ESSSNS

spallation sources

(Analyzing Capability) prop (Source Power) x (lsquoEfficacyrsquo)

moderator optics detector sample environment signal processing analysis algorhythm theoretical models etc

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 21

sample

opticsimageroptics

neutron source

shield

neutron source

shield

incident beam

sample

scattered neutron

detector

新たに開拓された可能性

当面の応用先

従来 中性子光学

中性子利用効率 低 高

大規模中性子施設

中小規模中性子源 times

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neutronSynchrotron Radiation

X-ray

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Synchrotron RadiationFacility

Synchrotron RadiationFacility

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

Neutron Facility Neutron Facility

new methods

Reactor Spallation Source

new ideasnew fields

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 23

共通言語の確立

ー加速器小型中性子源による基礎物理学際利用産業実用の架橋ー

原子核物理学 天文学 素粒子物理学

原子力工学 熱工学 精密加工学

加速器小型中性子源

学部大学院教育

名古屋大学 理工連携による放射線科学の推進

基礎物理

CP非保存 重力崩壊

学際利用

回折 分光 透視

物性物理化学生物工学波及学際利用薬学医学医療

産業実用製品開発生産

知識を支える若手世代の涵養

真の産学連携

真の理工連携

新発想の先端と生産現場の直接連携

本物を使った教育現場と教育現場の有機的連携

発展モデル

共同研究拠点

コンソーシアム

24

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

24

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核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

25

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

25

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

26

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

26

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

Source Instrument Interpretation

page

Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

26

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

27

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 28

10-9 m 10-8 m 10-7 m 10-6 m10-10 m10-11 m10-12 m10-13 m

102 K 10-4 K 10-5 K103 K105 K107 K109 K 104 K106 K108 K1010 K 101 K 100 K 10-1 K 10-2 K 10-3 K

10-2 eV 10-3 eV 10-4 eV 10-5 eV 10-6 eV 10-7 eV 10-8 eV 10-9 eV10-1 eV101 eV103 eV105 eV 100 eV102 eV104 eV106 eV

1000 ms 100 ms 10 ms 1 ms104 ms105 ms106 ms107 ms2200ms

25meV018nm

300K

極冷熱外 熱 冷 超冷高速

Velocity

Wavelength

Energy

Temperature

(例) エネルギー帯の名称

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 29

10-9 m 10-8 m 10-7 m 10-6 m10-10 m10-11 m10-12 m10-13 m

102 K 10-4 K 10-5 K103 K105 K107 K109 K 104 K106 K108 K1010 K 101 K 100 K 10-1 K 10-2 K 10-3 K

10-2 eV 10-3 eV 10-4 eV 10-5 eV 10-6 eV 10-7 eV 10-8 eV 10-9 eV10-1 eV101 eV103 eV105 eV 100 eV102 eV104 eV106 eV

1000 ms 100 ms 10 ms 1 ms104 ms105 ms106 ms107 ms2200ms

25meV018nm

300K

極冷熱外 熱 冷 超冷高速

Velocity

Wavelength

Energy

Temperature

(例) エネルギー帯の名称 (試案)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 29

10-9 m 10-8 m 10-7 m 10-6 m10-10 m10-11 m10-12 m10-13 m

102 K 10-4 K 10-5 K103 K105 K107 K109 K 104 K106 K108 K1010 K 101 K 100 K 10-1 K 10-2 K 10-3 K

10-2 eV 10-3 eV 10-4 eV 10-5 eV 10-6 eV 10-7 eV 10-8 eV 10-9 eV10-1 eV101 eV103 eV105 eV 100 eV102 eV104 eV106 eV

1000 ms 100 ms 10 ms 1 ms104 ms105 ms106 ms107 ms2200ms

25meV018nm

300K

極冷熱外 熱 冷 超冷高速

Velocity

Wavelength

Energy

Temperature

近熱外中間熱外遠熱外 1nm帯 10nm帯 100nm帯

(例) エネルギー帯の名称 (試案)

100keV

領域10keV

領域1keV

領域100eV

領域10eV

領域1eV

領域1MeV

領域01eV

領域 10Å帯 100Å帯 1000Å帯10K帯 1K帯 100mK帯 10mK帯 1mK帯 100microK帯

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(例) 中性子強度

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(例) 中性子強度

専門家の間でさえとても重要

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一次粒子の時刻t 位相空間座標Γ0における分布数

一次粒子の個数

中性子の個数

一次粒子の位相空間

中性子の位相空間一つの一次粒子がΓ0にあった時にΓnに中性子が生成される確率

一次粒子の瞬間強度

一次粒子の平均強度

中性子の時刻t 位相空間座標Γnにおける分布数

中性子の瞬間強度

中性子の平均強度

一次粒子のビームパワー

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一次粒子の時刻t 位相空間座標Γ0における分布数

一次粒子の個数

中性子の個数

一次粒子の位相空間

中性子の位相空間一つの一次粒子がΓ0にあった時にΓnに中性子が生成される確率

一次粒子の瞬間強度

一次粒子の平均強度

中性子の時刻t 位相空間座標Γnにおける分布数

中性子の瞬間強度

中性子の平均強度

一次粒子のビームパワー

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 34

中性子の平均強度

一次粒子のビームパワー

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一つの中性子が(Γn1t1)にあった時に(Γn2t2)に中性子を生じる確率

(Γnt)に生じる中性子数

面S上での中性子位相空間分布関数

面S上での中性子流速分布関数

規格化

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減速体の表面S上での中性子流速 (S上での平均)

パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

ε領域の中性子の流速の立体角積分

減速効率

ε領域の中性子発生率

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減速体の表面S上での中性子流速 (S上での平均)

パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

ε領域の中性子の流速の立体角積分

減速効率

ε領域の中性子発生率

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 38

パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

減速効率

ε領域の中性子発生率

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 39

パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

減速効率

ε領域の中性子発生率

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

39

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核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

40

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

41

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

41

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 42

(例) 一般人にもわかりやすい表現

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1018

1016

中性子発生率 [n s-1]

60MW 原子炉1019

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

1018

1016

中性子発生率 [n s-1]

60MW 原子炉1019

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1018

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60MW 原子炉1019

1017

1015

1014

1013

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109

108

107

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105

104

103

102

10

1

20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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-25

-20

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0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

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105

104

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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-25

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5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

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108

107

106

105

104

103

102

10

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 47

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1]

108

109

107

106

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104

103

102

10

1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 48

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

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1010

109

108

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105

104

103

102

10

1

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-25

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-15

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0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

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1011

1010

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105

104

103

102

10

1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 48

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-20

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5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

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106

105

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103

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1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

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10-3

10-4

10-5

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10-7

10-8

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 49

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-10

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0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

10-2

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10-4

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10-6

10-7

10-8

10-9

Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 50

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

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108

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104

103

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1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

10-2

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10-4

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10-6

10-7

10-8

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 51

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-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

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106

105

104

103

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1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

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108

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

10-2

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10-4

10-5

10-6

10-7

10-8

10-9

Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

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-5

0

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

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108

107

106

105

104

103

102

10

1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

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10-6

10-7

10-8

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

特に「できる」という意味を定量化し共有

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 53

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-20

-15

-10

-5

0

5

10

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

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109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

10-2

10-3

10-4

10-5

10-6

10-7

10-8

10-9

Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

特に「できる」という意味を定量化し共有

54

UCANS Union for Compact Accelerator-driven Neutron Sources

httpwwwucansorg

55

日本加速器中性子源協議会

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

56

日本加速器中性子源協議会

定量的な共通言語の確立

日本中性子科学会基礎基盤部会

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

57

日本加速器中性子源協議会 日本中性子科学会基礎基盤部会

CoNS Concepts of Neutron Sourceshttpswww2kekjpimsskenstopics201510201123html

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

58

日本加速器中性子源協議会 日本中性子科学会基礎基盤部会

CoNS Concepts of Neutron Sourceshttpswww2kekjpimsskenstopics201510201123html

NOP2017() July 2017

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 59

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12

JCANS Core

Japan Collaboration on Accelerator-driven Neutron SourceJCANS

JCANS Academia

JCANS Sectors

コンソーシアム形成の動き

JCANS Industry

20150316

12

JCANS Core

Japan Collaboration on Accelerator-driven Neutron SourceJCANS

JCANS Academia

JCANS Sectors

コンソーシアム形成の動き

JCANS Industry

20150316

Consortium

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

13

清 水 裕 彦

名古屋大学 大学院 理学研究科 物理学教室 素粒子宇宙物理学専攻 素粒子物性研究室

shimizuphiphysnagoya-uacjp

AS272I001c

研究成果最適展開支援プログラム

A-STEPステージ I

産業ニーズ対応タイプ技術テーマ名コンパクト中性子源とその産業応用に向けた基盤技術の構築

小型定常中性子源を用いた中性子透過撮像

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

14

研究成果最適展開支援プログラム

小型定常中性子源を用いた中性子透過撮像

プロジェクトリーダー

A-STEPステージ I

産業ニーズ対応タイプ技術テーマ名コンパクト中性子源とその産業応用に向けた基盤技術の構築

清 水 裕 彦

名古屋大学 大学院 理学研究科 物理学教室 素粒子宇宙物理学専攻 素粒子物性研究室

shimizuphiphysnagoya-uacjp

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

14

小型定常中性子源を用いた中性子透過撮像

燃料電池評価に特化したラジオグラフィ

ユーザーの近くにあるいつでも使える

メンテナンスが容易

初期投資が少ない

優先事項

燃料電池から排出される水が安定的かつ継続的に排出されるような排水機構の設計に必要な気液混合流の振る舞いの実機レベルでの実用的な検査手法の開拓を目的とし製品開発において随時利用可能な中性子透過撮像システムの基礎の確立を目標とする

すぐ使える

付帯事項

名古屋大学専用中性子源過度の開発を避ける

製品化を見越した簡略化

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小型定常中性子源を用いた中性子透過撮像

燃料電池評価に特化したラジオグラフィ

ユーザーの近くにあるいつでも使える

メンテナンスが容易

初期投資が少ない

優先事項

燃料電池から排出される水が安定的かつ継続的に排出されるような排水機構の設計に必要な気液混合流の振る舞いの実機レベルでの実用的な検査手法の開拓を目的とし製品開発において随時利用可能な中性子透過撮像システムの基礎の確立を目標とする

すぐ使える

付帯事項

名古屋大学専用中性子源過度の開発を避ける

製品化を見越した簡略化

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

15

小型定常中性子源を用いた中性子透過撮像

燃料電池評価に特化したラジオグラフィ

ユーザーの近くにあるいつでも使える

メンテナンスが容易

初期投資が少ない

優先事項

燃料電池から排出される水が安定的かつ継続的に排出されるような排水機構の設計に必要な気液混合流の振る舞いの実機レベルでの実用的な検査手法の開拓を目的とし製品開発において随時利用可能な中性子透過撮像システムの基礎の確立を目標とする

すぐ使える

付帯事項

名古屋大学専用中性子源過度の開発を避ける

製品化を見越した簡略化

名古屋大学加速器中性子源連続ビーム被写体と検出器を密着配置

企業と緊密に連携

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小型定常中性子源を用いた中性子透過撮像

燃料電池評価に特化したラジオグラフィ

燃料電池から排出される水が安定的かつ継続的に排出されるような排水機構の設計に必要な気液混合流の振る舞いの実機レベルでの実用的な検査手法の開拓を目的とし製品開発において随時利用可能な中性子透過撮像システムの基礎の確立を目標とする

被検体

検出器

後方散乱

前方散乱

入射中性子

被写体と検出器を密着配置

対象物

中性子強度

画質

露出時間

加速器出力

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小型定常中性子源を用いた中性子透過撮像

燃料電池評価に特化したラジオグラフィ

燃料電池から排出される水が安定的かつ継続的に排出されるような排水機構の設計に必要な気液混合流の振る舞いの実機レベルでの実用的な検査手法の開拓を目的とし製品開発において随時利用可能な中性子透過撮像システムの基礎の確立を目標とする

被検体

検出器

後方散乱

前方散乱

入射中性子

被写体と検出器を密着配置

対象物

中性子強度

画質

露出時間

加速器出力

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

17

小型定常中性子源を用いた中性子透過撮像

燃料電池評価に特化したラジオグラフィ

燃料電池から排出される水が安定的かつ継続的に排出されるような排水機構の設計に必要な気液混合流の振る舞いの実機レベルでの実用的な検査手法の開拓を目的とし製品開発において随時利用可能な中性子透過撮像システムの基礎の確立を目標とする

被検体

検出器

後方散乱

前方散乱

入射中性子

被写体と検出器を密着配置

対象物

中性子強度

画質

露出時間

加速器出力

Lle1mm

Tle60s

38x102 leφle17x104 ncm2s

0015leWle055

6dB le p le 20dB

18

画質

NGC4565 (1095x821)

421dB361dB301dB241dB

0dB 602dB 120dB 181dB

18

画質

NGC4565 (1095x821)

421dB361dB301dB241dB

0dB 602dB 120dB 181dB「見える」とは

画質の定量化

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小型中性子源という発想の原点

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Optics Detectors Methodologies

~1cm

~10cm

neutron guide

neutron beam

sample

saving unused neutrons

CHADWICK

350Ci

Ra-Be

SOURCE

BERKELEY 37INCH

CYCLOTRON

CHARGED-PARTICLE SOURCE STEADY STATE SOURCE PULSED SOURCE

CP-1

CP-2

X-10

NRX

MRT NRU HFIR ILL

HFBRORPHEE JRR-3M SINQIBR-30

ZING-P

ZING-PWNRampNEW HARWELL LINAC

KENS

IPNS-1

WNR-PSR-1 ISIS

REACTOR SOURCE PULSED SPALLATION NEUTRON SOURCE

1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010YEAR

1

105

1010

1015

1020

J-PARC

ESSSNS

spallation sources

(Analyzing Capability) prop (Source Power) x (lsquoEfficacyrsquo)

moderator optics detector sample environment signal processing analysis algorhythm theoretical models etc

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sample

opticsimageroptics

neutron source

shield

neutron source

shield

incident beam

sample

scattered neutron

detector

新たに開拓された可能性

当面の応用先

従来 中性子光学

中性子利用効率 低 高

大規模中性子施設

中小規模中性子源 times

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 22

neutronSynchrotron Radiation

X-ray

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Synchrotron RadiationFacility

Synchrotron RadiationFacility

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

Neutron Facility Neutron Facility

new methods

Reactor Spallation Source

new ideasnew fields

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 23

共通言語の確立

ー加速器小型中性子源による基礎物理学際利用産業実用の架橋ー

原子核物理学 天文学 素粒子物理学

原子力工学 熱工学 精密加工学

加速器小型中性子源

学部大学院教育

名古屋大学 理工連携による放射線科学の推進

基礎物理

CP非保存 重力崩壊

学際利用

回折 分光 透視

物性物理化学生物工学波及学際利用薬学医学医療

産業実用製品開発生産

知識を支える若手世代の涵養

真の産学連携

真の理工連携

新発想の先端と生産現場の直接連携

本物を使った教育現場と教育現場の有機的連携

発展モデル

共同研究拠点

コンソーシアム

24

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

24

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

25

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

25

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

26

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

page

Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

26

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

Source Instrument Interpretation

page

Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

26

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

page

Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

27

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 28

10-9 m 10-8 m 10-7 m 10-6 m10-10 m10-11 m10-12 m10-13 m

102 K 10-4 K 10-5 K103 K105 K107 K109 K 104 K106 K108 K1010 K 101 K 100 K 10-1 K 10-2 K 10-3 K

10-2 eV 10-3 eV 10-4 eV 10-5 eV 10-6 eV 10-7 eV 10-8 eV 10-9 eV10-1 eV101 eV103 eV105 eV 100 eV102 eV104 eV106 eV

1000 ms 100 ms 10 ms 1 ms104 ms105 ms106 ms107 ms2200ms

25meV018nm

300K

極冷熱外 熱 冷 超冷高速

Velocity

Wavelength

Energy

Temperature

(例) エネルギー帯の名称

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 29

10-9 m 10-8 m 10-7 m 10-6 m10-10 m10-11 m10-12 m10-13 m

102 K 10-4 K 10-5 K103 K105 K107 K109 K 104 K106 K108 K1010 K 101 K 100 K 10-1 K 10-2 K 10-3 K

10-2 eV 10-3 eV 10-4 eV 10-5 eV 10-6 eV 10-7 eV 10-8 eV 10-9 eV10-1 eV101 eV103 eV105 eV 100 eV102 eV104 eV106 eV

1000 ms 100 ms 10 ms 1 ms104 ms105 ms106 ms107 ms2200ms

25meV018nm

300K

極冷熱外 熱 冷 超冷高速

Velocity

Wavelength

Energy

Temperature

(例) エネルギー帯の名称 (試案)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 29

10-9 m 10-8 m 10-7 m 10-6 m10-10 m10-11 m10-12 m10-13 m

102 K 10-4 K 10-5 K103 K105 K107 K109 K 104 K106 K108 K1010 K 101 K 100 K 10-1 K 10-2 K 10-3 K

10-2 eV 10-3 eV 10-4 eV 10-5 eV 10-6 eV 10-7 eV 10-8 eV 10-9 eV10-1 eV101 eV103 eV105 eV 100 eV102 eV104 eV106 eV

1000 ms 100 ms 10 ms 1 ms104 ms105 ms106 ms107 ms2200ms

25meV018nm

300K

極冷熱外 熱 冷 超冷高速

Velocity

Wavelength

Energy

Temperature

近熱外中間熱外遠熱外 1nm帯 10nm帯 100nm帯

(例) エネルギー帯の名称 (試案)

100keV

領域10keV

領域1keV

領域100eV

領域10eV

領域1eV

領域1MeV

領域01eV

領域 10Å帯 100Å帯 1000Å帯10K帯 1K帯 100mK帯 10mK帯 1mK帯 100microK帯

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(例) 中性子強度

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(例) 中性子強度

専門家の間でさえとても重要

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一次粒子の時刻t 位相空間座標Γ0における分布数

一次粒子の個数

中性子の個数

一次粒子の位相空間

中性子の位相空間一つの一次粒子がΓ0にあった時にΓnに中性子が生成される確率

一次粒子の瞬間強度

一次粒子の平均強度

中性子の時刻t 位相空間座標Γnにおける分布数

中性子の瞬間強度

中性子の平均強度

一次粒子のビームパワー

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 33

一次粒子の時刻t 位相空間座標Γ0における分布数

一次粒子の個数

中性子の個数

一次粒子の位相空間

中性子の位相空間一つの一次粒子がΓ0にあった時にΓnに中性子が生成される確率

一次粒子の瞬間強度

一次粒子の平均強度

中性子の時刻t 位相空間座標Γnにおける分布数

中性子の瞬間強度

中性子の平均強度

一次粒子のビームパワー

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 34

中性子の平均強度

一次粒子のビームパワー

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一つの中性子が(Γn1t1)にあった時に(Γn2t2)に中性子を生じる確率

(Γnt)に生じる中性子数

面S上での中性子位相空間分布関数

面S上での中性子流速分布関数

規格化

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減速体の表面S上での中性子流速 (S上での平均)

パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

ε領域の中性子の流速の立体角積分

減速効率

ε領域の中性子発生率

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減速体の表面S上での中性子流速 (S上での平均)

パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

ε領域の中性子の流速の立体角積分

減速効率

ε領域の中性子発生率

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 38

パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

減速効率

ε領域の中性子発生率

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 39

パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

減速効率

ε領域の中性子発生率

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

39

page

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核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

40

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

page

Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

41

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

page

Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

41

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 42

(例) 一般人にもわかりやすい表現

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1018

1016

中性子発生率 [n s-1]

60MW 原子炉1019

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

1018

1016

中性子発生率 [n s-1]

60MW 原子炉1019

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1018

1016

60MW 原子炉1019

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 47

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 47

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1]

108

109

107

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105

104

103

102

10

1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 48

-25

-20

-15

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-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

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1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

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1015

1013

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1011

1010

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

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1015

1014

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1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

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1013

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1011

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

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1

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10-5

10-6

10-7

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 49

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

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10

1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

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10-7

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 50

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

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1013

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

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1

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 51

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

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1

10-2

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10-7

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 52

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

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108

107

106

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

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1011

1010

109

108

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

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1

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

特に「できる」という意味を定量化し共有

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

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10-5

10-6

10-7

10-8

10-9

Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

特に「できる」という意味を定量化し共有

54

UCANS Union for Compact Accelerator-driven Neutron Sources

httpwwwucansorg

55

日本加速器中性子源協議会

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

56

日本加速器中性子源協議会

定量的な共通言語の確立

日本中性子科学会基礎基盤部会

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

57

日本加速器中性子源協議会 日本中性子科学会基礎基盤部会

CoNS Concepts of Neutron Sourceshttpswww2kekjpimsskenstopics201510201123html

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

58

日本加速器中性子源協議会 日本中性子科学会基礎基盤部会

CoNS Concepts of Neutron Sourceshttpswww2kekjpimsskenstopics201510201123html

NOP2017() July 2017

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12

JCANS Core

Japan Collaboration on Accelerator-driven Neutron SourceJCANS

JCANS Academia

JCANS Sectors

コンソーシアム形成の動き

JCANS Industry

20150316

Consortium

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

13

清 水 裕 彦

名古屋大学 大学院 理学研究科 物理学教室 素粒子宇宙物理学専攻 素粒子物性研究室

shimizuphiphysnagoya-uacjp

AS272I001c

研究成果最適展開支援プログラム

A-STEPステージ I

産業ニーズ対応タイプ技術テーマ名コンパクト中性子源とその産業応用に向けた基盤技術の構築

小型定常中性子源を用いた中性子透過撮像

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

14

研究成果最適展開支援プログラム

小型定常中性子源を用いた中性子透過撮像

プロジェクトリーダー

A-STEPステージ I

産業ニーズ対応タイプ技術テーマ名コンパクト中性子源とその産業応用に向けた基盤技術の構築

清 水 裕 彦

名古屋大学 大学院 理学研究科 物理学教室 素粒子宇宙物理学専攻 素粒子物性研究室

shimizuphiphysnagoya-uacjp

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14

小型定常中性子源を用いた中性子透過撮像

燃料電池評価に特化したラジオグラフィ

ユーザーの近くにあるいつでも使える

メンテナンスが容易

初期投資が少ない

優先事項

燃料電池から排出される水が安定的かつ継続的に排出されるような排水機構の設計に必要な気液混合流の振る舞いの実機レベルでの実用的な検査手法の開拓を目的とし製品開発において随時利用可能な中性子透過撮像システムの基礎の確立を目標とする

すぐ使える

付帯事項

名古屋大学専用中性子源過度の開発を避ける

製品化を見越した簡略化

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小型定常中性子源を用いた中性子透過撮像

燃料電池評価に特化したラジオグラフィ

ユーザーの近くにあるいつでも使える

メンテナンスが容易

初期投資が少ない

優先事項

燃料電池から排出される水が安定的かつ継続的に排出されるような排水機構の設計に必要な気液混合流の振る舞いの実機レベルでの実用的な検査手法の開拓を目的とし製品開発において随時利用可能な中性子透過撮像システムの基礎の確立を目標とする

すぐ使える

付帯事項

名古屋大学専用中性子源過度の開発を避ける

製品化を見越した簡略化

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15

小型定常中性子源を用いた中性子透過撮像

燃料電池評価に特化したラジオグラフィ

ユーザーの近くにあるいつでも使える

メンテナンスが容易

初期投資が少ない

優先事項

燃料電池から排出される水が安定的かつ継続的に排出されるような排水機構の設計に必要な気液混合流の振る舞いの実機レベルでの実用的な検査手法の開拓を目的とし製品開発において随時利用可能な中性子透過撮像システムの基礎の確立を目標とする

すぐ使える

付帯事項

名古屋大学専用中性子源過度の開発を避ける

製品化を見越した簡略化

名古屋大学加速器中性子源連続ビーム被写体と検出器を密着配置

企業と緊密に連携

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小型定常中性子源を用いた中性子透過撮像

燃料電池評価に特化したラジオグラフィ

燃料電池から排出される水が安定的かつ継続的に排出されるような排水機構の設計に必要な気液混合流の振る舞いの実機レベルでの実用的な検査手法の開拓を目的とし製品開発において随時利用可能な中性子透過撮像システムの基礎の確立を目標とする

被検体

検出器

後方散乱

前方散乱

入射中性子

被写体と検出器を密着配置

対象物

中性子強度

画質

露出時間

加速器出力

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小型定常中性子源を用いた中性子透過撮像

燃料電池評価に特化したラジオグラフィ

燃料電池から排出される水が安定的かつ継続的に排出されるような排水機構の設計に必要な気液混合流の振る舞いの実機レベルでの実用的な検査手法の開拓を目的とし製品開発において随時利用可能な中性子透過撮像システムの基礎の確立を目標とする

被検体

検出器

後方散乱

前方散乱

入射中性子

被写体と検出器を密着配置

対象物

中性子強度

画質

露出時間

加速器出力

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17

小型定常中性子源を用いた中性子透過撮像

燃料電池評価に特化したラジオグラフィ

燃料電池から排出される水が安定的かつ継続的に排出されるような排水機構の設計に必要な気液混合流の振る舞いの実機レベルでの実用的な検査手法の開拓を目的とし製品開発において随時利用可能な中性子透過撮像システムの基礎の確立を目標とする

被検体

検出器

後方散乱

前方散乱

入射中性子

被写体と検出器を密着配置

対象物

中性子強度

画質

露出時間

加速器出力

Lle1mm

Tle60s

38x102 leφle17x104 ncm2s

0015leWle055

6dB le p le 20dB

18

画質

NGC4565 (1095x821)

421dB361dB301dB241dB

0dB 602dB 120dB 181dB

18

画質

NGC4565 (1095x821)

421dB361dB301dB241dB

0dB 602dB 120dB 181dB「見える」とは

画質の定量化

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小型中性子源という発想の原点

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Optics Detectors Methodologies

~1cm

~10cm

neutron guide

neutron beam

sample

saving unused neutrons

CHADWICK

350Ci

Ra-Be

SOURCE

BERKELEY 37INCH

CYCLOTRON

CHARGED-PARTICLE SOURCE STEADY STATE SOURCE PULSED SOURCE

CP-1

CP-2

X-10

NRX

MRT NRU HFIR ILL

HFBRORPHEE JRR-3M SINQIBR-30

ZING-P

ZING-PWNRampNEW HARWELL LINAC

KENS

IPNS-1

WNR-PSR-1 ISIS

REACTOR SOURCE PULSED SPALLATION NEUTRON SOURCE

1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010YEAR

1

105

1010

1015

1020

J-PARC

ESSSNS

spallation sources

(Analyzing Capability) prop (Source Power) x (lsquoEfficacyrsquo)

moderator optics detector sample environment signal processing analysis algorhythm theoretical models etc

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 21

sample

opticsimageroptics

neutron source

shield

neutron source

shield

incident beam

sample

scattered neutron

detector

新たに開拓された可能性

当面の応用先

従来 中性子光学

中性子利用効率 低 高

大規模中性子施設

中小規模中性子源 times

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 22

neutronSynchrotron Radiation

X-ray

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Synchrotron RadiationFacility

Synchrotron RadiationFacility

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

Neutron Facility Neutron Facility

new methods

Reactor Spallation Source

new ideasnew fields

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 23

共通言語の確立

ー加速器小型中性子源による基礎物理学際利用産業実用の架橋ー

原子核物理学 天文学 素粒子物理学

原子力工学 熱工学 精密加工学

加速器小型中性子源

学部大学院教育

名古屋大学 理工連携による放射線科学の推進

基礎物理

CP非保存 重力崩壊

学際利用

回折 分光 透視

物性物理化学生物工学波及学際利用薬学医学医療

産業実用製品開発生産

知識を支える若手世代の涵養

真の産学連携

真の理工連携

新発想の先端と生産現場の直接連携

本物を使った教育現場と教育現場の有機的連携

発展モデル

共同研究拠点

コンソーシアム

24

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

24

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

25

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

25

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

26

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

page

Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

26

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

Source Instrument Interpretation

page

Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

26

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

page

Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

27

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 28

10-9 m 10-8 m 10-7 m 10-6 m10-10 m10-11 m10-12 m10-13 m

102 K 10-4 K 10-5 K103 K105 K107 K109 K 104 K106 K108 K1010 K 101 K 100 K 10-1 K 10-2 K 10-3 K

10-2 eV 10-3 eV 10-4 eV 10-5 eV 10-6 eV 10-7 eV 10-8 eV 10-9 eV10-1 eV101 eV103 eV105 eV 100 eV102 eV104 eV106 eV

1000 ms 100 ms 10 ms 1 ms104 ms105 ms106 ms107 ms2200ms

25meV018nm

300K

極冷熱外 熱 冷 超冷高速

Velocity

Wavelength

Energy

Temperature

(例) エネルギー帯の名称

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 29

10-9 m 10-8 m 10-7 m 10-6 m10-10 m10-11 m10-12 m10-13 m

102 K 10-4 K 10-5 K103 K105 K107 K109 K 104 K106 K108 K1010 K 101 K 100 K 10-1 K 10-2 K 10-3 K

10-2 eV 10-3 eV 10-4 eV 10-5 eV 10-6 eV 10-7 eV 10-8 eV 10-9 eV10-1 eV101 eV103 eV105 eV 100 eV102 eV104 eV106 eV

1000 ms 100 ms 10 ms 1 ms104 ms105 ms106 ms107 ms2200ms

25meV018nm

300K

極冷熱外 熱 冷 超冷高速

Velocity

Wavelength

Energy

Temperature

(例) エネルギー帯の名称 (試案)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 29

10-9 m 10-8 m 10-7 m 10-6 m10-10 m10-11 m10-12 m10-13 m

102 K 10-4 K 10-5 K103 K105 K107 K109 K 104 K106 K108 K1010 K 101 K 100 K 10-1 K 10-2 K 10-3 K

10-2 eV 10-3 eV 10-4 eV 10-5 eV 10-6 eV 10-7 eV 10-8 eV 10-9 eV10-1 eV101 eV103 eV105 eV 100 eV102 eV104 eV106 eV

1000 ms 100 ms 10 ms 1 ms104 ms105 ms106 ms107 ms2200ms

25meV018nm

300K

極冷熱外 熱 冷 超冷高速

Velocity

Wavelength

Energy

Temperature

近熱外中間熱外遠熱外 1nm帯 10nm帯 100nm帯

(例) エネルギー帯の名称 (試案)

100keV

領域10keV

領域1keV

領域100eV

領域10eV

領域1eV

領域1MeV

領域01eV

領域 10Å帯 100Å帯 1000Å帯10K帯 1K帯 100mK帯 10mK帯 1mK帯 100microK帯

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(例) 中性子強度

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(例) 中性子強度

専門家の間でさえとても重要

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一次粒子の時刻t 位相空間座標Γ0における分布数

一次粒子の個数

中性子の個数

一次粒子の位相空間

中性子の位相空間一つの一次粒子がΓ0にあった時にΓnに中性子が生成される確率

一次粒子の瞬間強度

一次粒子の平均強度

中性子の時刻t 位相空間座標Γnにおける分布数

中性子の瞬間強度

中性子の平均強度

一次粒子のビームパワー

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 33

一次粒子の時刻t 位相空間座標Γ0における分布数

一次粒子の個数

中性子の個数

一次粒子の位相空間

中性子の位相空間一つの一次粒子がΓ0にあった時にΓnに中性子が生成される確率

一次粒子の瞬間強度

一次粒子の平均強度

中性子の時刻t 位相空間座標Γnにおける分布数

中性子の瞬間強度

中性子の平均強度

一次粒子のビームパワー

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 34

中性子の平均強度

一次粒子のビームパワー

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一つの中性子が(Γn1t1)にあった時に(Γn2t2)に中性子を生じる確率

(Γnt)に生じる中性子数

面S上での中性子位相空間分布関数

面S上での中性子流速分布関数

規格化

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減速体の表面S上での中性子流速 (S上での平均)

パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

ε領域の中性子の流速の立体角積分

減速効率

ε領域の中性子発生率

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減速体の表面S上での中性子流速 (S上での平均)

パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

ε領域の中性子の流速の立体角積分

減速効率

ε領域の中性子発生率

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 38

パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

減速効率

ε領域の中性子発生率

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 39

パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

減速効率

ε領域の中性子発生率

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

39

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

40

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

page

Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

41

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

page

Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

41

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 42

(例) 一般人にもわかりやすい表現

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1018

1016

中性子発生率 [n s-1]

60MW 原子炉1019

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

1018

1016

中性子発生率 [n s-1]

60MW 原子炉1019

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1018

1016

60MW 原子炉1019

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 46

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 47

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 47

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-10

-5

0

5

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1]

108

109

107

106

105

104

103

102

10

1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 48

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

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-25

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

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1011

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103

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1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

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1010

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1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

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1011

1010

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

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10-3

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10-6

10-7

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 49

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

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1011

1010

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10

1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

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10-6

10-7

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

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-20

-15

-10

-5

0

5

10

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

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1010

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1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

10-2

10-3

10-4

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10-7

10-8

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

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108

107

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1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

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1

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

特に「できる」という意味を定量化し共有

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

10-2

10-3

10-4

10-5

10-6

10-7

10-8

10-9

Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

特に「できる」という意味を定量化し共有

54

UCANS Union for Compact Accelerator-driven Neutron Sources

httpwwwucansorg

55

日本加速器中性子源協議会

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

56

日本加速器中性子源協議会

定量的な共通言語の確立

日本中性子科学会基礎基盤部会

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

57

日本加速器中性子源協議会 日本中性子科学会基礎基盤部会

CoNS Concepts of Neutron Sourceshttpswww2kekjpimsskenstopics201510201123html

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

58

日本加速器中性子源協議会 日本中性子科学会基礎基盤部会

CoNS Concepts of Neutron Sourceshttpswww2kekjpimsskenstopics201510201123html

NOP2017() July 2017

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

13

清 水 裕 彦

名古屋大学 大学院 理学研究科 物理学教室 素粒子宇宙物理学専攻 素粒子物性研究室

shimizuphiphysnagoya-uacjp

AS272I001c

研究成果最適展開支援プログラム

A-STEPステージ I

産業ニーズ対応タイプ技術テーマ名コンパクト中性子源とその産業応用に向けた基盤技術の構築

小型定常中性子源を用いた中性子透過撮像

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

14

研究成果最適展開支援プログラム

小型定常中性子源を用いた中性子透過撮像

プロジェクトリーダー

A-STEPステージ I

産業ニーズ対応タイプ技術テーマ名コンパクト中性子源とその産業応用に向けた基盤技術の構築

清 水 裕 彦

名古屋大学 大学院 理学研究科 物理学教室 素粒子宇宙物理学専攻 素粒子物性研究室

shimizuphiphysnagoya-uacjp

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

14

小型定常中性子源を用いた中性子透過撮像

燃料電池評価に特化したラジオグラフィ

ユーザーの近くにあるいつでも使える

メンテナンスが容易

初期投資が少ない

優先事項

燃料電池から排出される水が安定的かつ継続的に排出されるような排水機構の設計に必要な気液混合流の振る舞いの実機レベルでの実用的な検査手法の開拓を目的とし製品開発において随時利用可能な中性子透過撮像システムの基礎の確立を目標とする

すぐ使える

付帯事項

名古屋大学専用中性子源過度の開発を避ける

製品化を見越した簡略化

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小型定常中性子源を用いた中性子透過撮像

燃料電池評価に特化したラジオグラフィ

ユーザーの近くにあるいつでも使える

メンテナンスが容易

初期投資が少ない

優先事項

燃料電池から排出される水が安定的かつ継続的に排出されるような排水機構の設計に必要な気液混合流の振る舞いの実機レベルでの実用的な検査手法の開拓を目的とし製品開発において随時利用可能な中性子透過撮像システムの基礎の確立を目標とする

すぐ使える

付帯事項

名古屋大学専用中性子源過度の開発を避ける

製品化を見越した簡略化

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15

小型定常中性子源を用いた中性子透過撮像

燃料電池評価に特化したラジオグラフィ

ユーザーの近くにあるいつでも使える

メンテナンスが容易

初期投資が少ない

優先事項

燃料電池から排出される水が安定的かつ継続的に排出されるような排水機構の設計に必要な気液混合流の振る舞いの実機レベルでの実用的な検査手法の開拓を目的とし製品開発において随時利用可能な中性子透過撮像システムの基礎の確立を目標とする

すぐ使える

付帯事項

名古屋大学専用中性子源過度の開発を避ける

製品化を見越した簡略化

名古屋大学加速器中性子源連続ビーム被写体と検出器を密着配置

企業と緊密に連携

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小型定常中性子源を用いた中性子透過撮像

燃料電池評価に特化したラジオグラフィ

燃料電池から排出される水が安定的かつ継続的に排出されるような排水機構の設計に必要な気液混合流の振る舞いの実機レベルでの実用的な検査手法の開拓を目的とし製品開発において随時利用可能な中性子透過撮像システムの基礎の確立を目標とする

被検体

検出器

後方散乱

前方散乱

入射中性子

被写体と検出器を密着配置

対象物

中性子強度

画質

露出時間

加速器出力

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小型定常中性子源を用いた中性子透過撮像

燃料電池評価に特化したラジオグラフィ

燃料電池から排出される水が安定的かつ継続的に排出されるような排水機構の設計に必要な気液混合流の振る舞いの実機レベルでの実用的な検査手法の開拓を目的とし製品開発において随時利用可能な中性子透過撮像システムの基礎の確立を目標とする

被検体

検出器

後方散乱

前方散乱

入射中性子

被写体と検出器を密着配置

対象物

中性子強度

画質

露出時間

加速器出力

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17

小型定常中性子源を用いた中性子透過撮像

燃料電池評価に特化したラジオグラフィ

燃料電池から排出される水が安定的かつ継続的に排出されるような排水機構の設計に必要な気液混合流の振る舞いの実機レベルでの実用的な検査手法の開拓を目的とし製品開発において随時利用可能な中性子透過撮像システムの基礎の確立を目標とする

被検体

検出器

後方散乱

前方散乱

入射中性子

被写体と検出器を密着配置

対象物

中性子強度

画質

露出時間

加速器出力

Lle1mm

Tle60s

38x102 leφle17x104 ncm2s

0015leWle055

6dB le p le 20dB

18

画質

NGC4565 (1095x821)

421dB361dB301dB241dB

0dB 602dB 120dB 181dB

18

画質

NGC4565 (1095x821)

421dB361dB301dB241dB

0dB 602dB 120dB 181dB「見える」とは

画質の定量化

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小型中性子源という発想の原点

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Optics Detectors Methodologies

~1cm

~10cm

neutron guide

neutron beam

sample

saving unused neutrons

CHADWICK

350Ci

Ra-Be

SOURCE

BERKELEY 37INCH

CYCLOTRON

CHARGED-PARTICLE SOURCE STEADY STATE SOURCE PULSED SOURCE

CP-1

CP-2

X-10

NRX

MRT NRU HFIR ILL

HFBRORPHEE JRR-3M SINQIBR-30

ZING-P

ZING-PWNRampNEW HARWELL LINAC

KENS

IPNS-1

WNR-PSR-1 ISIS

REACTOR SOURCE PULSED SPALLATION NEUTRON SOURCE

1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010YEAR

1

105

1010

1015

1020

J-PARC

ESSSNS

spallation sources

(Analyzing Capability) prop (Source Power) x (lsquoEfficacyrsquo)

moderator optics detector sample environment signal processing analysis algorhythm theoretical models etc

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sample

opticsimageroptics

neutron source

shield

neutron source

shield

incident beam

sample

scattered neutron

detector

新たに開拓された可能性

当面の応用先

従来 中性子光学

中性子利用効率 低 高

大規模中性子施設

中小規模中性子源 times

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 22

neutronSynchrotron Radiation

X-ray

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Synchrotron RadiationFacility

Synchrotron RadiationFacility

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

Neutron Facility Neutron Facility

new methods

Reactor Spallation Source

new ideasnew fields

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 23

共通言語の確立

ー加速器小型中性子源による基礎物理学際利用産業実用の架橋ー

原子核物理学 天文学 素粒子物理学

原子力工学 熱工学 精密加工学

加速器小型中性子源

学部大学院教育

名古屋大学 理工連携による放射線科学の推進

基礎物理

CP非保存 重力崩壊

学際利用

回折 分光 透視

物性物理化学生物工学波及学際利用薬学医学医療

産業実用製品開発生産

知識を支える若手世代の涵養

真の産学連携

真の理工連携

新発想の先端と生産現場の直接連携

本物を使った教育現場と教育現場の有機的連携

発展モデル

共同研究拠点

コンソーシアム

24

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

24

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

25

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

25

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

26

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

page

Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

26

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

Source Instrument Interpretation

page

Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

26

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

page

Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

27

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 28

10-9 m 10-8 m 10-7 m 10-6 m10-10 m10-11 m10-12 m10-13 m

102 K 10-4 K 10-5 K103 K105 K107 K109 K 104 K106 K108 K1010 K 101 K 100 K 10-1 K 10-2 K 10-3 K

10-2 eV 10-3 eV 10-4 eV 10-5 eV 10-6 eV 10-7 eV 10-8 eV 10-9 eV10-1 eV101 eV103 eV105 eV 100 eV102 eV104 eV106 eV

1000 ms 100 ms 10 ms 1 ms104 ms105 ms106 ms107 ms2200ms

25meV018nm

300K

極冷熱外 熱 冷 超冷高速

Velocity

Wavelength

Energy

Temperature

(例) エネルギー帯の名称

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 29

10-9 m 10-8 m 10-7 m 10-6 m10-10 m10-11 m10-12 m10-13 m

102 K 10-4 K 10-5 K103 K105 K107 K109 K 104 K106 K108 K1010 K 101 K 100 K 10-1 K 10-2 K 10-3 K

10-2 eV 10-3 eV 10-4 eV 10-5 eV 10-6 eV 10-7 eV 10-8 eV 10-9 eV10-1 eV101 eV103 eV105 eV 100 eV102 eV104 eV106 eV

1000 ms 100 ms 10 ms 1 ms104 ms105 ms106 ms107 ms2200ms

25meV018nm

300K

極冷熱外 熱 冷 超冷高速

Velocity

Wavelength

Energy

Temperature

(例) エネルギー帯の名称 (試案)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 29

10-9 m 10-8 m 10-7 m 10-6 m10-10 m10-11 m10-12 m10-13 m

102 K 10-4 K 10-5 K103 K105 K107 K109 K 104 K106 K108 K1010 K 101 K 100 K 10-1 K 10-2 K 10-3 K

10-2 eV 10-3 eV 10-4 eV 10-5 eV 10-6 eV 10-7 eV 10-8 eV 10-9 eV10-1 eV101 eV103 eV105 eV 100 eV102 eV104 eV106 eV

1000 ms 100 ms 10 ms 1 ms104 ms105 ms106 ms107 ms2200ms

25meV018nm

300K

極冷熱外 熱 冷 超冷高速

Velocity

Wavelength

Energy

Temperature

近熱外中間熱外遠熱外 1nm帯 10nm帯 100nm帯

(例) エネルギー帯の名称 (試案)

100keV

領域10keV

領域1keV

領域100eV

領域10eV

領域1eV

領域1MeV

領域01eV

領域 10Å帯 100Å帯 1000Å帯10K帯 1K帯 100mK帯 10mK帯 1mK帯 100microK帯

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(例) 中性子強度

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(例) 中性子強度

専門家の間でさえとても重要

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一次粒子の時刻t 位相空間座標Γ0における分布数

一次粒子の個数

中性子の個数

一次粒子の位相空間

中性子の位相空間一つの一次粒子がΓ0にあった時にΓnに中性子が生成される確率

一次粒子の瞬間強度

一次粒子の平均強度

中性子の時刻t 位相空間座標Γnにおける分布数

中性子の瞬間強度

中性子の平均強度

一次粒子のビームパワー

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 33

一次粒子の時刻t 位相空間座標Γ0における分布数

一次粒子の個数

中性子の個数

一次粒子の位相空間

中性子の位相空間一つの一次粒子がΓ0にあった時にΓnに中性子が生成される確率

一次粒子の瞬間強度

一次粒子の平均強度

中性子の時刻t 位相空間座標Γnにおける分布数

中性子の瞬間強度

中性子の平均強度

一次粒子のビームパワー

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 34

中性子の平均強度

一次粒子のビームパワー

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一つの中性子が(Γn1t1)にあった時に(Γn2t2)に中性子を生じる確率

(Γnt)に生じる中性子数

面S上での中性子位相空間分布関数

面S上での中性子流速分布関数

規格化

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減速体の表面S上での中性子流速 (S上での平均)

パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

ε領域の中性子の流速の立体角積分

減速効率

ε領域の中性子発生率

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減速体の表面S上での中性子流速 (S上での平均)

パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

ε領域の中性子の流速の立体角積分

減速効率

ε領域の中性子発生率

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 38

パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

減速効率

ε領域の中性子発生率

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 39

パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

減速効率

ε領域の中性子発生率

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

39

page

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核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

40

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

page

Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

41

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

page

Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

41

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 42

(例) 一般人にもわかりやすい表現

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1018

1016

中性子発生率 [n s-1]

60MW 原子炉1019

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

1018

1016

中性子発生率 [n s-1]

60MW 原子炉1019

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1018

1016

60MW 原子炉1019

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 47

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

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1014

1013

1012

1011

1010

109

108

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104

103

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1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1]

108

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

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1

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

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1

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

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1

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

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見かけの実視等級-267 (太陽)

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-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

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1

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

特に「できる」という意味を定量化し共有

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

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1011

1010

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

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10-5

10-6

10-7

10-8

10-9

Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

特に「できる」という意味を定量化し共有

54

UCANS Union for Compact Accelerator-driven Neutron Sources

httpwwwucansorg

55

日本加速器中性子源協議会

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

56

日本加速器中性子源協議会

定量的な共通言語の確立

日本中性子科学会基礎基盤部会

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

57

日本加速器中性子源協議会 日本中性子科学会基礎基盤部会

CoNS Concepts of Neutron Sourceshttpswww2kekjpimsskenstopics201510201123html

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

58

日本加速器中性子源協議会 日本中性子科学会基礎基盤部会

CoNS Concepts of Neutron Sourceshttpswww2kekjpimsskenstopics201510201123html

NOP2017() July 2017

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

14

研究成果最適展開支援プログラム

小型定常中性子源を用いた中性子透過撮像

プロジェクトリーダー

A-STEPステージ I

産業ニーズ対応タイプ技術テーマ名コンパクト中性子源とその産業応用に向けた基盤技術の構築

清 水 裕 彦

名古屋大学 大学院 理学研究科 物理学教室 素粒子宇宙物理学専攻 素粒子物性研究室

shimizuphiphysnagoya-uacjp

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14

小型定常中性子源を用いた中性子透過撮像

燃料電池評価に特化したラジオグラフィ

ユーザーの近くにあるいつでも使える

メンテナンスが容易

初期投資が少ない

優先事項

燃料電池から排出される水が安定的かつ継続的に排出されるような排水機構の設計に必要な気液混合流の振る舞いの実機レベルでの実用的な検査手法の開拓を目的とし製品開発において随時利用可能な中性子透過撮像システムの基礎の確立を目標とする

すぐ使える

付帯事項

名古屋大学専用中性子源過度の開発を避ける

製品化を見越した簡略化

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小型定常中性子源を用いた中性子透過撮像

燃料電池評価に特化したラジオグラフィ

ユーザーの近くにあるいつでも使える

メンテナンスが容易

初期投資が少ない

優先事項

燃料電池から排出される水が安定的かつ継続的に排出されるような排水機構の設計に必要な気液混合流の振る舞いの実機レベルでの実用的な検査手法の開拓を目的とし製品開発において随時利用可能な中性子透過撮像システムの基礎の確立を目標とする

すぐ使える

付帯事項

名古屋大学専用中性子源過度の開発を避ける

製品化を見越した簡略化

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小型定常中性子源を用いた中性子透過撮像

燃料電池評価に特化したラジオグラフィ

ユーザーの近くにあるいつでも使える

メンテナンスが容易

初期投資が少ない

優先事項

燃料電池から排出される水が安定的かつ継続的に排出されるような排水機構の設計に必要な気液混合流の振る舞いの実機レベルでの実用的な検査手法の開拓を目的とし製品開発において随時利用可能な中性子透過撮像システムの基礎の確立を目標とする

すぐ使える

付帯事項

名古屋大学専用中性子源過度の開発を避ける

製品化を見越した簡略化

名古屋大学加速器中性子源連続ビーム被写体と検出器を密着配置

企業と緊密に連携

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小型定常中性子源を用いた中性子透過撮像

燃料電池評価に特化したラジオグラフィ

燃料電池から排出される水が安定的かつ継続的に排出されるような排水機構の設計に必要な気液混合流の振る舞いの実機レベルでの実用的な検査手法の開拓を目的とし製品開発において随時利用可能な中性子透過撮像システムの基礎の確立を目標とする

被検体

検出器

後方散乱

前方散乱

入射中性子

被写体と検出器を密着配置

対象物

中性子強度

画質

露出時間

加速器出力

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小型定常中性子源を用いた中性子透過撮像

燃料電池評価に特化したラジオグラフィ

燃料電池から排出される水が安定的かつ継続的に排出されるような排水機構の設計に必要な気液混合流の振る舞いの実機レベルでの実用的な検査手法の開拓を目的とし製品開発において随時利用可能な中性子透過撮像システムの基礎の確立を目標とする

被検体

検出器

後方散乱

前方散乱

入射中性子

被写体と検出器を密着配置

対象物

中性子強度

画質

露出時間

加速器出力

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小型定常中性子源を用いた中性子透過撮像

燃料電池評価に特化したラジオグラフィ

燃料電池から排出される水が安定的かつ継続的に排出されるような排水機構の設計に必要な気液混合流の振る舞いの実機レベルでの実用的な検査手法の開拓を目的とし製品開発において随時利用可能な中性子透過撮像システムの基礎の確立を目標とする

被検体

検出器

後方散乱

前方散乱

入射中性子

被写体と検出器を密着配置

対象物

中性子強度

画質

露出時間

加速器出力

Lle1mm

Tle60s

38x102 leφle17x104 ncm2s

0015leWle055

6dB le p le 20dB

18

画質

NGC4565 (1095x821)

421dB361dB301dB241dB

0dB 602dB 120dB 181dB

18

画質

NGC4565 (1095x821)

421dB361dB301dB241dB

0dB 602dB 120dB 181dB「見える」とは

画質の定量化

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小型中性子源という発想の原点

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Optics Detectors Methodologies

~1cm

~10cm

neutron guide

neutron beam

sample

saving unused neutrons

CHADWICK

350Ci

Ra-Be

SOURCE

BERKELEY 37INCH

CYCLOTRON

CHARGED-PARTICLE SOURCE STEADY STATE SOURCE PULSED SOURCE

CP-1

CP-2

X-10

NRX

MRT NRU HFIR ILL

HFBRORPHEE JRR-3M SINQIBR-30

ZING-P

ZING-PWNRampNEW HARWELL LINAC

KENS

IPNS-1

WNR-PSR-1 ISIS

REACTOR SOURCE PULSED SPALLATION NEUTRON SOURCE

1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010YEAR

1

105

1010

1015

1020

J-PARC

ESSSNS

spallation sources

(Analyzing Capability) prop (Source Power) x (lsquoEfficacyrsquo)

moderator optics detector sample environment signal processing analysis algorhythm theoretical models etc

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sample

opticsimageroptics

neutron source

shield

neutron source

shield

incident beam

sample

scattered neutron

detector

新たに開拓された可能性

当面の応用先

従来 中性子光学

中性子利用効率 低 高

大規模中性子施設

中小規模中性子源 times

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neutronSynchrotron Radiation

X-ray

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Synchrotron RadiationFacility

Synchrotron RadiationFacility

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

Neutron Facility Neutron Facility

new methods

Reactor Spallation Source

new ideasnew fields

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 23

共通言語の確立

ー加速器小型中性子源による基礎物理学際利用産業実用の架橋ー

原子核物理学 天文学 素粒子物理学

原子力工学 熱工学 精密加工学

加速器小型中性子源

学部大学院教育

名古屋大学 理工連携による放射線科学の推進

基礎物理

CP非保存 重力崩壊

学際利用

回折 分光 透視

物性物理化学生物工学波及学際利用薬学医学医療

産業実用製品開発生産

知識を支える若手世代の涵養

真の産学連携

真の理工連携

新発想の先端と生産現場の直接連携

本物を使った教育現場と教育現場の有機的連携

発展モデル

共同研究拠点

コンソーシアム

24

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

24

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核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

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核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

25

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

26

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

26

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

Source Instrument Interpretation

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

26

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

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核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 28

10-9 m 10-8 m 10-7 m 10-6 m10-10 m10-11 m10-12 m10-13 m

102 K 10-4 K 10-5 K103 K105 K107 K109 K 104 K106 K108 K1010 K 101 K 100 K 10-1 K 10-2 K 10-3 K

10-2 eV 10-3 eV 10-4 eV 10-5 eV 10-6 eV 10-7 eV 10-8 eV 10-9 eV10-1 eV101 eV103 eV105 eV 100 eV102 eV104 eV106 eV

1000 ms 100 ms 10 ms 1 ms104 ms105 ms106 ms107 ms2200ms

25meV018nm

300K

極冷熱外 熱 冷 超冷高速

Velocity

Wavelength

Energy

Temperature

(例) エネルギー帯の名称

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10-9 m 10-8 m 10-7 m 10-6 m10-10 m10-11 m10-12 m10-13 m

102 K 10-4 K 10-5 K103 K105 K107 K109 K 104 K106 K108 K1010 K 101 K 100 K 10-1 K 10-2 K 10-3 K

10-2 eV 10-3 eV 10-4 eV 10-5 eV 10-6 eV 10-7 eV 10-8 eV 10-9 eV10-1 eV101 eV103 eV105 eV 100 eV102 eV104 eV106 eV

1000 ms 100 ms 10 ms 1 ms104 ms105 ms106 ms107 ms2200ms

25meV018nm

300K

極冷熱外 熱 冷 超冷高速

Velocity

Wavelength

Energy

Temperature

(例) エネルギー帯の名称 (試案)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 29

10-9 m 10-8 m 10-7 m 10-6 m10-10 m10-11 m10-12 m10-13 m

102 K 10-4 K 10-5 K103 K105 K107 K109 K 104 K106 K108 K1010 K 101 K 100 K 10-1 K 10-2 K 10-3 K

10-2 eV 10-3 eV 10-4 eV 10-5 eV 10-6 eV 10-7 eV 10-8 eV 10-9 eV10-1 eV101 eV103 eV105 eV 100 eV102 eV104 eV106 eV

1000 ms 100 ms 10 ms 1 ms104 ms105 ms106 ms107 ms2200ms

25meV018nm

300K

極冷熱外 熱 冷 超冷高速

Velocity

Wavelength

Energy

Temperature

近熱外中間熱外遠熱外 1nm帯 10nm帯 100nm帯

(例) エネルギー帯の名称 (試案)

100keV

領域10keV

領域1keV

領域100eV

領域10eV

領域1eV

領域1MeV

領域01eV

領域 10Å帯 100Å帯 1000Å帯10K帯 1K帯 100mK帯 10mK帯 1mK帯 100microK帯

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(例) 中性子強度

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(例) 中性子強度

専門家の間でさえとても重要

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一次粒子の時刻t 位相空間座標Γ0における分布数

一次粒子の個数

中性子の個数

一次粒子の位相空間

中性子の位相空間一つの一次粒子がΓ0にあった時にΓnに中性子が生成される確率

一次粒子の瞬間強度

一次粒子の平均強度

中性子の時刻t 位相空間座標Γnにおける分布数

中性子の瞬間強度

中性子の平均強度

一次粒子のビームパワー

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一次粒子の時刻t 位相空間座標Γ0における分布数

一次粒子の個数

中性子の個数

一次粒子の位相空間

中性子の位相空間一つの一次粒子がΓ0にあった時にΓnに中性子が生成される確率

一次粒子の瞬間強度

一次粒子の平均強度

中性子の時刻t 位相空間座標Γnにおける分布数

中性子の瞬間強度

中性子の平均強度

一次粒子のビームパワー

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 34

中性子の平均強度

一次粒子のビームパワー

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一つの中性子が(Γn1t1)にあった時に(Γn2t2)に中性子を生じる確率

(Γnt)に生じる中性子数

面S上での中性子位相空間分布関数

面S上での中性子流速分布関数

規格化

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減速体の表面S上での中性子流速 (S上での平均)

パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

ε領域の中性子の流速の立体角積分

減速効率

ε領域の中性子発生率

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減速体の表面S上での中性子流速 (S上での平均)

パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

ε領域の中性子の流速の立体角積分

減速効率

ε領域の中性子発生率

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パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

減速効率

ε領域の中性子発生率

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パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

減速効率

ε領域の中性子発生率

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核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

39

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核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

40

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

41

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

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(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

41

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

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(例) 一般人にもわかりやすい表現

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1018

1016

中性子発生率 [n s-1]

60MW 原子炉1019

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

1018

1016

中性子発生率 [n s-1]

60MW 原子炉1019

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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-25

-20

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0

5

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1018

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60MW 原子炉1019

1017

1015

1014

1013

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20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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5

10

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

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105

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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10

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

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1013

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 47

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1]

108

109

107

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104

103

102

10

1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 48

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

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1010

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108

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

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105

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1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 48

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

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108

107

106

105

104

103

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1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

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1011

1010

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108

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

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10-3

10-4

10-5

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10-7

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 49

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-20

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-10

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0

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

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1010

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108

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104

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10

1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

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108

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

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10-7

10-8

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 50

-25

-20

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-10

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5

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

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108

107

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104

103

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1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

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1

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 51

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-20

-15

-10

-5

0

5

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15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

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108

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1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

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1011

1010

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

10-2

10-3

10-4

10-5

10-6

10-7

10-8

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

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109

108

107

106

105

104

103

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1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

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10-8

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

特に「できる」という意味を定量化し共有

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5

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

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1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

10-2

10-3

10-4

10-5

10-6

10-7

10-8

10-9

Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

特に「できる」という意味を定量化し共有

54

UCANS Union for Compact Accelerator-driven Neutron Sources

httpwwwucansorg

55

日本加速器中性子源協議会

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

56

日本加速器中性子源協議会

定量的な共通言語の確立

日本中性子科学会基礎基盤部会

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

57

日本加速器中性子源協議会 日本中性子科学会基礎基盤部会

CoNS Concepts of Neutron Sourceshttpswww2kekjpimsskenstopics201510201123html

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

58

日本加速器中性子源協議会 日本中性子科学会基礎基盤部会

CoNS Concepts of Neutron Sourceshttpswww2kekjpimsskenstopics201510201123html

NOP2017() July 2017

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

14

小型定常中性子源を用いた中性子透過撮像

燃料電池評価に特化したラジオグラフィ

ユーザーの近くにあるいつでも使える

メンテナンスが容易

初期投資が少ない

優先事項

燃料電池から排出される水が安定的かつ継続的に排出されるような排水機構の設計に必要な気液混合流の振る舞いの実機レベルでの実用的な検査手法の開拓を目的とし製品開発において随時利用可能な中性子透過撮像システムの基礎の確立を目標とする

すぐ使える

付帯事項

名古屋大学専用中性子源過度の開発を避ける

製品化を見越した簡略化

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

15

小型定常中性子源を用いた中性子透過撮像

燃料電池評価に特化したラジオグラフィ

ユーザーの近くにあるいつでも使える

メンテナンスが容易

初期投資が少ない

優先事項

燃料電池から排出される水が安定的かつ継続的に排出されるような排水機構の設計に必要な気液混合流の振る舞いの実機レベルでの実用的な検査手法の開拓を目的とし製品開発において随時利用可能な中性子透過撮像システムの基礎の確立を目標とする

すぐ使える

付帯事項

名古屋大学専用中性子源過度の開発を避ける

製品化を見越した簡略化

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

15

小型定常中性子源を用いた中性子透過撮像

燃料電池評価に特化したラジオグラフィ

ユーザーの近くにあるいつでも使える

メンテナンスが容易

初期投資が少ない

優先事項

燃料電池から排出される水が安定的かつ継続的に排出されるような排水機構の設計に必要な気液混合流の振る舞いの実機レベルでの実用的な検査手法の開拓を目的とし製品開発において随時利用可能な中性子透過撮像システムの基礎の確立を目標とする

すぐ使える

付帯事項

名古屋大学専用中性子源過度の開発を避ける

製品化を見越した簡略化

名古屋大学加速器中性子源連続ビーム被写体と検出器を密着配置

企業と緊密に連携

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

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小型定常中性子源を用いた中性子透過撮像

燃料電池評価に特化したラジオグラフィ

燃料電池から排出される水が安定的かつ継続的に排出されるような排水機構の設計に必要な気液混合流の振る舞いの実機レベルでの実用的な検査手法の開拓を目的とし製品開発において随時利用可能な中性子透過撮像システムの基礎の確立を目標とする

被検体

検出器

後方散乱

前方散乱

入射中性子

被写体と検出器を密着配置

対象物

中性子強度

画質

露出時間

加速器出力

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

17

小型定常中性子源を用いた中性子透過撮像

燃料電池評価に特化したラジオグラフィ

燃料電池から排出される水が安定的かつ継続的に排出されるような排水機構の設計に必要な気液混合流の振る舞いの実機レベルでの実用的な検査手法の開拓を目的とし製品開発において随時利用可能な中性子透過撮像システムの基礎の確立を目標とする

被検体

検出器

後方散乱

前方散乱

入射中性子

被写体と検出器を密着配置

対象物

中性子強度

画質

露出時間

加速器出力

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

17

小型定常中性子源を用いた中性子透過撮像

燃料電池評価に特化したラジオグラフィ

燃料電池から排出される水が安定的かつ継続的に排出されるような排水機構の設計に必要な気液混合流の振る舞いの実機レベルでの実用的な検査手法の開拓を目的とし製品開発において随時利用可能な中性子透過撮像システムの基礎の確立を目標とする

被検体

検出器

後方散乱

前方散乱

入射中性子

被写体と検出器を密着配置

対象物

中性子強度

画質

露出時間

加速器出力

Lle1mm

Tle60s

38x102 leφle17x104 ncm2s

0015leWle055

6dB le p le 20dB

18

画質

NGC4565 (1095x821)

421dB361dB301dB241dB

0dB 602dB 120dB 181dB

18

画質

NGC4565 (1095x821)

421dB361dB301dB241dB

0dB 602dB 120dB 181dB「見える」とは

画質の定量化

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小型中性子源という発想の原点

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Optics Detectors Methodologies

~1cm

~10cm

neutron guide

neutron beam

sample

saving unused neutrons

CHADWICK

350Ci

Ra-Be

SOURCE

BERKELEY 37INCH

CYCLOTRON

CHARGED-PARTICLE SOURCE STEADY STATE SOURCE PULSED SOURCE

CP-1

CP-2

X-10

NRX

MRT NRU HFIR ILL

HFBRORPHEE JRR-3M SINQIBR-30

ZING-P

ZING-PWNRampNEW HARWELL LINAC

KENS

IPNS-1

WNR-PSR-1 ISIS

REACTOR SOURCE PULSED SPALLATION NEUTRON SOURCE

1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010YEAR

1

105

1010

1015

1020

J-PARC

ESSSNS

spallation sources

(Analyzing Capability) prop (Source Power) x (lsquoEfficacyrsquo)

moderator optics detector sample environment signal processing analysis algorhythm theoretical models etc

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sample

opticsimageroptics

neutron source

shield

neutron source

shield

incident beam

sample

scattered neutron

detector

新たに開拓された可能性

当面の応用先

従来 中性子光学

中性子利用効率 低 高

大規模中性子施設

中小規模中性子源 times

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 22

neutronSynchrotron Radiation

X-ray

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Synchrotron RadiationFacility

Synchrotron RadiationFacility

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

Neutron Facility Neutron Facility

new methods

Reactor Spallation Source

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 23

共通言語の確立

ー加速器小型中性子源による基礎物理学際利用産業実用の架橋ー

原子核物理学 天文学 素粒子物理学

原子力工学 熱工学 精密加工学

加速器小型中性子源

学部大学院教育

名古屋大学 理工連携による放射線科学の推進

基礎物理

CP非保存 重力崩壊

学際利用

回折 分光 透視

物性物理化学生物工学波及学際利用薬学医学医療

産業実用製品開発生産

知識を支える若手世代の涵養

真の産学連携

真の理工連携

新発想の先端と生産現場の直接連携

本物を使った教育現場と教育現場の有機的連携

発展モデル

共同研究拠点

コンソーシアム

24

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

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核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

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核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

25

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

26

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

26

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

Source Instrument Interpretation

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

26

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

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核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

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10-9 m 10-8 m 10-7 m 10-6 m10-10 m10-11 m10-12 m10-13 m

102 K 10-4 K 10-5 K103 K105 K107 K109 K 104 K106 K108 K1010 K 101 K 100 K 10-1 K 10-2 K 10-3 K

10-2 eV 10-3 eV 10-4 eV 10-5 eV 10-6 eV 10-7 eV 10-8 eV 10-9 eV10-1 eV101 eV103 eV105 eV 100 eV102 eV104 eV106 eV

1000 ms 100 ms 10 ms 1 ms104 ms105 ms106 ms107 ms2200ms

25meV018nm

300K

極冷熱外 熱 冷 超冷高速

Velocity

Wavelength

Energy

Temperature

(例) エネルギー帯の名称

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 29

10-9 m 10-8 m 10-7 m 10-6 m10-10 m10-11 m10-12 m10-13 m

102 K 10-4 K 10-5 K103 K105 K107 K109 K 104 K106 K108 K1010 K 101 K 100 K 10-1 K 10-2 K 10-3 K

10-2 eV 10-3 eV 10-4 eV 10-5 eV 10-6 eV 10-7 eV 10-8 eV 10-9 eV10-1 eV101 eV103 eV105 eV 100 eV102 eV104 eV106 eV

1000 ms 100 ms 10 ms 1 ms104 ms105 ms106 ms107 ms2200ms

25meV018nm

300K

極冷熱外 熱 冷 超冷高速

Velocity

Wavelength

Energy

Temperature

(例) エネルギー帯の名称 (試案)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 29

10-9 m 10-8 m 10-7 m 10-6 m10-10 m10-11 m10-12 m10-13 m

102 K 10-4 K 10-5 K103 K105 K107 K109 K 104 K106 K108 K1010 K 101 K 100 K 10-1 K 10-2 K 10-3 K

10-2 eV 10-3 eV 10-4 eV 10-5 eV 10-6 eV 10-7 eV 10-8 eV 10-9 eV10-1 eV101 eV103 eV105 eV 100 eV102 eV104 eV106 eV

1000 ms 100 ms 10 ms 1 ms104 ms105 ms106 ms107 ms2200ms

25meV018nm

300K

極冷熱外 熱 冷 超冷高速

Velocity

Wavelength

Energy

Temperature

近熱外中間熱外遠熱外 1nm帯 10nm帯 100nm帯

(例) エネルギー帯の名称 (試案)

100keV

領域10keV

領域1keV

領域100eV

領域10eV

領域1eV

領域1MeV

領域01eV

領域 10Å帯 100Å帯 1000Å帯10K帯 1K帯 100mK帯 10mK帯 1mK帯 100microK帯

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(例) 中性子強度

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(例) 中性子強度

専門家の間でさえとても重要

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一次粒子の時刻t 位相空間座標Γ0における分布数

一次粒子の個数

中性子の個数

一次粒子の位相空間

中性子の位相空間一つの一次粒子がΓ0にあった時にΓnに中性子が生成される確率

一次粒子の瞬間強度

一次粒子の平均強度

中性子の時刻t 位相空間座標Γnにおける分布数

中性子の瞬間強度

中性子の平均強度

一次粒子のビームパワー

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一次粒子の時刻t 位相空間座標Γ0における分布数

一次粒子の個数

中性子の個数

一次粒子の位相空間

中性子の位相空間一つの一次粒子がΓ0にあった時にΓnに中性子が生成される確率

一次粒子の瞬間強度

一次粒子の平均強度

中性子の時刻t 位相空間座標Γnにおける分布数

中性子の瞬間強度

中性子の平均強度

一次粒子のビームパワー

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中性子の平均強度

一次粒子のビームパワー

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一つの中性子が(Γn1t1)にあった時に(Γn2t2)に中性子を生じる確率

(Γnt)に生じる中性子数

面S上での中性子位相空間分布関数

面S上での中性子流速分布関数

規格化

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減速体の表面S上での中性子流速 (S上での平均)

パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

ε領域の中性子の流速の立体角積分

減速効率

ε領域の中性子発生率

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減速体の表面S上での中性子流速 (S上での平均)

パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

ε領域の中性子の流速の立体角積分

減速効率

ε領域の中性子発生率

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パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

減速効率

ε領域の中性子発生率

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パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

減速効率

ε領域の中性子発生率

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核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

39

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核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

40

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

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核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

41

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

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(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

41

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 42

(例) 一般人にもわかりやすい表現

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1018

1016

中性子発生率 [n s-1]

60MW 原子炉1019

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

1018

1016

中性子発生率 [n s-1]

60MW 原子炉1019

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1018

1016

60MW 原子炉1019

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

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105

104

103

102

10

1

20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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-25

-20

-15

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5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

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1013

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1011

1010

109

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107

106

105

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103

102

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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0

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10

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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-25

-20

-15

-10

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0

5

10

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

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NUANS (1kW p+Be)

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

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ΔEE ~ 10-3

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-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

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ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

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-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

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中性子発生率 [n s-1]

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

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Ω le 10-4 sr

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ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 51

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

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利用中性子数 [arb unit]

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

特に「できる」という意味を定量化し共有

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 53

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

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1013

1012

1011

1010

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

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1

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10-5

10-6

10-7

10-8

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

特に「できる」という意味を定量化し共有

54

UCANS Union for Compact Accelerator-driven Neutron Sources

httpwwwucansorg

55

日本加速器中性子源協議会

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

56

日本加速器中性子源協議会

定量的な共通言語の確立

日本中性子科学会基礎基盤部会

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

57

日本加速器中性子源協議会 日本中性子科学会基礎基盤部会

CoNS Concepts of Neutron Sourceshttpswww2kekjpimsskenstopics201510201123html

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

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日本加速器中性子源協議会 日本中性子科学会基礎基盤部会

CoNS Concepts of Neutron Sourceshttpswww2kekjpimsskenstopics201510201123html

NOP2017() July 2017

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 59

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

15

小型定常中性子源を用いた中性子透過撮像

燃料電池評価に特化したラジオグラフィ

ユーザーの近くにあるいつでも使える

メンテナンスが容易

初期投資が少ない

優先事項

燃料電池から排出される水が安定的かつ継続的に排出されるような排水機構の設計に必要な気液混合流の振る舞いの実機レベルでの実用的な検査手法の開拓を目的とし製品開発において随時利用可能な中性子透過撮像システムの基礎の確立を目標とする

すぐ使える

付帯事項

名古屋大学専用中性子源過度の開発を避ける

製品化を見越した簡略化

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

15

小型定常中性子源を用いた中性子透過撮像

燃料電池評価に特化したラジオグラフィ

ユーザーの近くにあるいつでも使える

メンテナンスが容易

初期投資が少ない

優先事項

燃料電池から排出される水が安定的かつ継続的に排出されるような排水機構の設計に必要な気液混合流の振る舞いの実機レベルでの実用的な検査手法の開拓を目的とし製品開発において随時利用可能な中性子透過撮像システムの基礎の確立を目標とする

すぐ使える

付帯事項

名古屋大学専用中性子源過度の開発を避ける

製品化を見越した簡略化

名古屋大学加速器中性子源連続ビーム被写体と検出器を密着配置

企業と緊密に連携

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

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小型定常中性子源を用いた中性子透過撮像

燃料電池評価に特化したラジオグラフィ

燃料電池から排出される水が安定的かつ継続的に排出されるような排水機構の設計に必要な気液混合流の振る舞いの実機レベルでの実用的な検査手法の開拓を目的とし製品開発において随時利用可能な中性子透過撮像システムの基礎の確立を目標とする

被検体

検出器

後方散乱

前方散乱

入射中性子

被写体と検出器を密着配置

対象物

中性子強度

画質

露出時間

加速器出力

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小型定常中性子源を用いた中性子透過撮像

燃料電池評価に特化したラジオグラフィ

燃料電池から排出される水が安定的かつ継続的に排出されるような排水機構の設計に必要な気液混合流の振る舞いの実機レベルでの実用的な検査手法の開拓を目的とし製品開発において随時利用可能な中性子透過撮像システムの基礎の確立を目標とする

被検体

検出器

後方散乱

前方散乱

入射中性子

被写体と検出器を密着配置

対象物

中性子強度

画質

露出時間

加速器出力

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

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小型定常中性子源を用いた中性子透過撮像

燃料電池評価に特化したラジオグラフィ

燃料電池から排出される水が安定的かつ継続的に排出されるような排水機構の設計に必要な気液混合流の振る舞いの実機レベルでの実用的な検査手法の開拓を目的とし製品開発において随時利用可能な中性子透過撮像システムの基礎の確立を目標とする

被検体

検出器

後方散乱

前方散乱

入射中性子

被写体と検出器を密着配置

対象物

中性子強度

画質

露出時間

加速器出力

Lle1mm

Tle60s

38x102 leφle17x104 ncm2s

0015leWle055

6dB le p le 20dB

18

画質

NGC4565 (1095x821)

421dB361dB301dB241dB

0dB 602dB 120dB 181dB

18

画質

NGC4565 (1095x821)

421dB361dB301dB241dB

0dB 602dB 120dB 181dB「見える」とは

画質の定量化

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小型中性子源という発想の原点

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Optics Detectors Methodologies

~1cm

~10cm

neutron guide

neutron beam

sample

saving unused neutrons

CHADWICK

350Ci

Ra-Be

SOURCE

BERKELEY 37INCH

CYCLOTRON

CHARGED-PARTICLE SOURCE STEADY STATE SOURCE PULSED SOURCE

CP-1

CP-2

X-10

NRX

MRT NRU HFIR ILL

HFBRORPHEE JRR-3M SINQIBR-30

ZING-P

ZING-PWNRampNEW HARWELL LINAC

KENS

IPNS-1

WNR-PSR-1 ISIS

REACTOR SOURCE PULSED SPALLATION NEUTRON SOURCE

1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010YEAR

1

105

1010

1015

1020

J-PARC

ESSSNS

spallation sources

(Analyzing Capability) prop (Source Power) x (lsquoEfficacyrsquo)

moderator optics detector sample environment signal processing analysis algorhythm theoretical models etc

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 21

sample

opticsimageroptics

neutron source

shield

neutron source

shield

incident beam

sample

scattered neutron

detector

新たに開拓された可能性

当面の応用先

従来 中性子光学

中性子利用効率 低 高

大規模中性子施設

中小規模中性子源 times

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 22

neutronSynchrotron Radiation

X-ray

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Synchrotron RadiationFacility

Synchrotron RadiationFacility

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

Neutron Facility Neutron Facility

new methods

Reactor Spallation Source

new ideasnew fields

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 23

共通言語の確立

ー加速器小型中性子源による基礎物理学際利用産業実用の架橋ー

原子核物理学 天文学 素粒子物理学

原子力工学 熱工学 精密加工学

加速器小型中性子源

学部大学院教育

名古屋大学 理工連携による放射線科学の推進

基礎物理

CP非保存 重力崩壊

学際利用

回折 分光 透視

物性物理化学生物工学波及学際利用薬学医学医療

産業実用製品開発生産

知識を支える若手世代の涵養

真の産学連携

真の理工連携

新発想の先端と生産現場の直接連携

本物を使った教育現場と教育現場の有機的連携

発展モデル

共同研究拠点

コンソーシアム

24

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

24

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

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核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

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核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

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陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

page

Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

26

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

26

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

Source Instrument Interpretation

page

Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

26

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

page

Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

27

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 28

10-9 m 10-8 m 10-7 m 10-6 m10-10 m10-11 m10-12 m10-13 m

102 K 10-4 K 10-5 K103 K105 K107 K109 K 104 K106 K108 K1010 K 101 K 100 K 10-1 K 10-2 K 10-3 K

10-2 eV 10-3 eV 10-4 eV 10-5 eV 10-6 eV 10-7 eV 10-8 eV 10-9 eV10-1 eV101 eV103 eV105 eV 100 eV102 eV104 eV106 eV

1000 ms 100 ms 10 ms 1 ms104 ms105 ms106 ms107 ms2200ms

25meV018nm

300K

極冷熱外 熱 冷 超冷高速

Velocity

Wavelength

Energy

Temperature

(例) エネルギー帯の名称

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 29

10-9 m 10-8 m 10-7 m 10-6 m10-10 m10-11 m10-12 m10-13 m

102 K 10-4 K 10-5 K103 K105 K107 K109 K 104 K106 K108 K1010 K 101 K 100 K 10-1 K 10-2 K 10-3 K

10-2 eV 10-3 eV 10-4 eV 10-5 eV 10-6 eV 10-7 eV 10-8 eV 10-9 eV10-1 eV101 eV103 eV105 eV 100 eV102 eV104 eV106 eV

1000 ms 100 ms 10 ms 1 ms104 ms105 ms106 ms107 ms2200ms

25meV018nm

300K

極冷熱外 熱 冷 超冷高速

Velocity

Wavelength

Energy

Temperature

(例) エネルギー帯の名称 (試案)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 29

10-9 m 10-8 m 10-7 m 10-6 m10-10 m10-11 m10-12 m10-13 m

102 K 10-4 K 10-5 K103 K105 K107 K109 K 104 K106 K108 K1010 K 101 K 100 K 10-1 K 10-2 K 10-3 K

10-2 eV 10-3 eV 10-4 eV 10-5 eV 10-6 eV 10-7 eV 10-8 eV 10-9 eV10-1 eV101 eV103 eV105 eV 100 eV102 eV104 eV106 eV

1000 ms 100 ms 10 ms 1 ms104 ms105 ms106 ms107 ms2200ms

25meV018nm

300K

極冷熱外 熱 冷 超冷高速

Velocity

Wavelength

Energy

Temperature

近熱外中間熱外遠熱外 1nm帯 10nm帯 100nm帯

(例) エネルギー帯の名称 (試案)

100keV

領域10keV

領域1keV

領域100eV

領域10eV

領域1eV

領域1MeV

領域01eV

領域 10Å帯 100Å帯 1000Å帯10K帯 1K帯 100mK帯 10mK帯 1mK帯 100microK帯

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 30

(例) 中性子強度

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 31

(例) 中性子強度

専門家の間でさえとても重要

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 32

一次粒子の時刻t 位相空間座標Γ0における分布数

一次粒子の個数

中性子の個数

一次粒子の位相空間

中性子の位相空間一つの一次粒子がΓ0にあった時にΓnに中性子が生成される確率

一次粒子の瞬間強度

一次粒子の平均強度

中性子の時刻t 位相空間座標Γnにおける分布数

中性子の瞬間強度

中性子の平均強度

一次粒子のビームパワー

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 33

一次粒子の時刻t 位相空間座標Γ0における分布数

一次粒子の個数

中性子の個数

一次粒子の位相空間

中性子の位相空間一つの一次粒子がΓ0にあった時にΓnに中性子が生成される確率

一次粒子の瞬間強度

一次粒子の平均強度

中性子の時刻t 位相空間座標Γnにおける分布数

中性子の瞬間強度

中性子の平均強度

一次粒子のビームパワー

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 34

中性子の平均強度

一次粒子のビームパワー

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一つの中性子が(Γn1t1)にあった時に(Γn2t2)に中性子を生じる確率

(Γnt)に生じる中性子数

面S上での中性子位相空間分布関数

面S上での中性子流速分布関数

規格化

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 36

減速体の表面S上での中性子流速 (S上での平均)

パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

ε領域の中性子の流速の立体角積分

減速効率

ε領域の中性子発生率

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 37

減速体の表面S上での中性子流速 (S上での平均)

パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

ε領域の中性子の流速の立体角積分

減速効率

ε領域の中性子発生率

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 38

パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

減速効率

ε領域の中性子発生率

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 39

パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

減速効率

ε領域の中性子発生率

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

39

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

40

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

page

Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

41

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

41

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

page

Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 42

(例) 一般人にもわかりやすい表現

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1018

1016

中性子発生率 [n s-1]

60MW 原子炉1019

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 44

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

1018

1016

中性子発生率 [n s-1]

60MW 原子炉1019

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 45

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1018

1016

60MW 原子炉1019

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 45

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 46

-25

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-15

-10

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0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 47

-25

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0

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10

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 47

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1]

108

109

107

106

105

104

103

102

10

1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 48

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-5

0

5

10

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

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108

107

106

105

104

103

102

10

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 48

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-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

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1015

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1011

1010

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103

102

10

1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

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1010

109

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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0

5

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

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103

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1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

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1013

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1011

1010

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

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10-3

10-4

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

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1013

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1011

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

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10-7

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

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108

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

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1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

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1

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10-8

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

特に「できる」という意味を定量化し共有

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

10-2

10-3

10-4

10-5

10-6

10-7

10-8

10-9

Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

特に「できる」という意味を定量化し共有

54

UCANS Union for Compact Accelerator-driven Neutron Sources

httpwwwucansorg

55

日本加速器中性子源協議会

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

56

日本加速器中性子源協議会

定量的な共通言語の確立

日本中性子科学会基礎基盤部会

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

57

日本加速器中性子源協議会 日本中性子科学会基礎基盤部会

CoNS Concepts of Neutron Sourceshttpswww2kekjpimsskenstopics201510201123html

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

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日本加速器中性子源協議会 日本中性子科学会基礎基盤部会

CoNS Concepts of Neutron Sourceshttpswww2kekjpimsskenstopics201510201123html

NOP2017() July 2017

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

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小型定常中性子源を用いた中性子透過撮像

燃料電池評価に特化したラジオグラフィ

ユーザーの近くにあるいつでも使える

メンテナンスが容易

初期投資が少ない

優先事項

燃料電池から排出される水が安定的かつ継続的に排出されるような排水機構の設計に必要な気液混合流の振る舞いの実機レベルでの実用的な検査手法の開拓を目的とし製品開発において随時利用可能な中性子透過撮像システムの基礎の確立を目標とする

すぐ使える

付帯事項

名古屋大学専用中性子源過度の開発を避ける

製品化を見越した簡略化

名古屋大学加速器中性子源連続ビーム被写体と検出器を密着配置

企業と緊密に連携

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小型定常中性子源を用いた中性子透過撮像

燃料電池評価に特化したラジオグラフィ

燃料電池から排出される水が安定的かつ継続的に排出されるような排水機構の設計に必要な気液混合流の振る舞いの実機レベルでの実用的な検査手法の開拓を目的とし製品開発において随時利用可能な中性子透過撮像システムの基礎の確立を目標とする

被検体

検出器

後方散乱

前方散乱

入射中性子

被写体と検出器を密着配置

対象物

中性子強度

画質

露出時間

加速器出力

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小型定常中性子源を用いた中性子透過撮像

燃料電池評価に特化したラジオグラフィ

燃料電池から排出される水が安定的かつ継続的に排出されるような排水機構の設計に必要な気液混合流の振る舞いの実機レベルでの実用的な検査手法の開拓を目的とし製品開発において随時利用可能な中性子透過撮像システムの基礎の確立を目標とする

被検体

検出器

後方散乱

前方散乱

入射中性子

被写体と検出器を密着配置

対象物

中性子強度

画質

露出時間

加速器出力

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

17

小型定常中性子源を用いた中性子透過撮像

燃料電池評価に特化したラジオグラフィ

燃料電池から排出される水が安定的かつ継続的に排出されるような排水機構の設計に必要な気液混合流の振る舞いの実機レベルでの実用的な検査手法の開拓を目的とし製品開発において随時利用可能な中性子透過撮像システムの基礎の確立を目標とする

被検体

検出器

後方散乱

前方散乱

入射中性子

被写体と検出器を密着配置

対象物

中性子強度

画質

露出時間

加速器出力

Lle1mm

Tle60s

38x102 leφle17x104 ncm2s

0015leWle055

6dB le p le 20dB

18

画質

NGC4565 (1095x821)

421dB361dB301dB241dB

0dB 602dB 120dB 181dB

18

画質

NGC4565 (1095x821)

421dB361dB301dB241dB

0dB 602dB 120dB 181dB「見える」とは

画質の定量化

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小型中性子源という発想の原点

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Optics Detectors Methodologies

~1cm

~10cm

neutron guide

neutron beam

sample

saving unused neutrons

CHADWICK

350Ci

Ra-Be

SOURCE

BERKELEY 37INCH

CYCLOTRON

CHARGED-PARTICLE SOURCE STEADY STATE SOURCE PULSED SOURCE

CP-1

CP-2

X-10

NRX

MRT NRU HFIR ILL

HFBRORPHEE JRR-3M SINQIBR-30

ZING-P

ZING-PWNRampNEW HARWELL LINAC

KENS

IPNS-1

WNR-PSR-1 ISIS

REACTOR SOURCE PULSED SPALLATION NEUTRON SOURCE

1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010YEAR

1

105

1010

1015

1020

J-PARC

ESSSNS

spallation sources

(Analyzing Capability) prop (Source Power) x (lsquoEfficacyrsquo)

moderator optics detector sample environment signal processing analysis algorhythm theoretical models etc

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sample

opticsimageroptics

neutron source

shield

neutron source

shield

incident beam

sample

scattered neutron

detector

新たに開拓された可能性

当面の応用先

従来 中性子光学

中性子利用効率 低 高

大規模中性子施設

中小規模中性子源 times

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neutronSynchrotron Radiation

X-ray

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Synchrotron RadiationFacility

Synchrotron RadiationFacility

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

Neutron Facility Neutron Facility

new methods

Reactor Spallation Source

new ideasnew fields

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共通言語の確立

ー加速器小型中性子源による基礎物理学際利用産業実用の架橋ー

原子核物理学 天文学 素粒子物理学

原子力工学 熱工学 精密加工学

加速器小型中性子源

学部大学院教育

名古屋大学 理工連携による放射線科学の推進

基礎物理

CP非保存 重力崩壊

学際利用

回折 分光 透視

物性物理化学生物工学波及学際利用薬学医学医療

産業実用製品開発生産

知識を支える若手世代の涵養

真の産学連携

真の理工連携

新発想の先端と生産現場の直接連携

本物を使った教育現場と教育現場の有機的連携

発展モデル

共同研究拠点

コンソーシアム

24

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

24

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核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

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陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

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核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

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核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

Source Instrument Interpretation

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核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

page

Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

27

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

page

Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 28

10-9 m 10-8 m 10-7 m 10-6 m10-10 m10-11 m10-12 m10-13 m

102 K 10-4 K 10-5 K103 K105 K107 K109 K 104 K106 K108 K1010 K 101 K 100 K 10-1 K 10-2 K 10-3 K

10-2 eV 10-3 eV 10-4 eV 10-5 eV 10-6 eV 10-7 eV 10-8 eV 10-9 eV10-1 eV101 eV103 eV105 eV 100 eV102 eV104 eV106 eV

1000 ms 100 ms 10 ms 1 ms104 ms105 ms106 ms107 ms2200ms

25meV018nm

300K

極冷熱外 熱 冷 超冷高速

Velocity

Wavelength

Energy

Temperature

(例) エネルギー帯の名称

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 29

10-9 m 10-8 m 10-7 m 10-6 m10-10 m10-11 m10-12 m10-13 m

102 K 10-4 K 10-5 K103 K105 K107 K109 K 104 K106 K108 K1010 K 101 K 100 K 10-1 K 10-2 K 10-3 K

10-2 eV 10-3 eV 10-4 eV 10-5 eV 10-6 eV 10-7 eV 10-8 eV 10-9 eV10-1 eV101 eV103 eV105 eV 100 eV102 eV104 eV106 eV

1000 ms 100 ms 10 ms 1 ms104 ms105 ms106 ms107 ms2200ms

25meV018nm

300K

極冷熱外 熱 冷 超冷高速

Velocity

Wavelength

Energy

Temperature

(例) エネルギー帯の名称 (試案)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 29

10-9 m 10-8 m 10-7 m 10-6 m10-10 m10-11 m10-12 m10-13 m

102 K 10-4 K 10-5 K103 K105 K107 K109 K 104 K106 K108 K1010 K 101 K 100 K 10-1 K 10-2 K 10-3 K

10-2 eV 10-3 eV 10-4 eV 10-5 eV 10-6 eV 10-7 eV 10-8 eV 10-9 eV10-1 eV101 eV103 eV105 eV 100 eV102 eV104 eV106 eV

1000 ms 100 ms 10 ms 1 ms104 ms105 ms106 ms107 ms2200ms

25meV018nm

300K

極冷熱外 熱 冷 超冷高速

Velocity

Wavelength

Energy

Temperature

近熱外中間熱外遠熱外 1nm帯 10nm帯 100nm帯

(例) エネルギー帯の名称 (試案)

100keV

領域10keV

領域1keV

領域100eV

領域10eV

領域1eV

領域1MeV

領域01eV

領域 10Å帯 100Å帯 1000Å帯10K帯 1K帯 100mK帯 10mK帯 1mK帯 100microK帯

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 30

(例) 中性子強度

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 31

(例) 中性子強度

専門家の間でさえとても重要

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 32

一次粒子の時刻t 位相空間座標Γ0における分布数

一次粒子の個数

中性子の個数

一次粒子の位相空間

中性子の位相空間一つの一次粒子がΓ0にあった時にΓnに中性子が生成される確率

一次粒子の瞬間強度

一次粒子の平均強度

中性子の時刻t 位相空間座標Γnにおける分布数

中性子の瞬間強度

中性子の平均強度

一次粒子のビームパワー

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 33

一次粒子の時刻t 位相空間座標Γ0における分布数

一次粒子の個数

中性子の個数

一次粒子の位相空間

中性子の位相空間一つの一次粒子がΓ0にあった時にΓnに中性子が生成される確率

一次粒子の瞬間強度

一次粒子の平均強度

中性子の時刻t 位相空間座標Γnにおける分布数

中性子の瞬間強度

中性子の平均強度

一次粒子のビームパワー

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 34

中性子の平均強度

一次粒子のビームパワー

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 35

一つの中性子が(Γn1t1)にあった時に(Γn2t2)に中性子を生じる確率

(Γnt)に生じる中性子数

面S上での中性子位相空間分布関数

面S上での中性子流速分布関数

規格化

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 36

減速体の表面S上での中性子流速 (S上での平均)

パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

ε領域の中性子の流速の立体角積分

減速効率

ε領域の中性子発生率

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 37

減速体の表面S上での中性子流速 (S上での平均)

パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

ε領域の中性子の流速の立体角積分

減速効率

ε領域の中性子発生率

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 38

パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

減速効率

ε領域の中性子発生率

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 39

パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

減速効率

ε領域の中性子発生率

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

39

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

40

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

page

Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

41

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

page

Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

41

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

page

Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 42

(例) 一般人にもわかりやすい表現

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 43

1018

1016

中性子発生率 [n s-1]

60MW 原子炉1019

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 44

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

1018

1016

中性子発生率 [n s-1]

60MW 原子炉1019

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 45

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1018

1016

60MW 原子炉1019

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 45

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

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102

10

1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 46

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

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105

104

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10

1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 47

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 47

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1]

108

109

107

106

105

104

103

102

10

1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 48

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 48

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

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10

1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 48

-25

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-15

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0

5

10

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

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1010

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107

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10

1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

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1013

1012

1011

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109

108

107

106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

10-2

10-3

10-4

10-5

10-6

10-7

10-8

10-9

Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 49

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

10-2

10-3

10-4

10-5

10-6

10-7

10-8

10-9

Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 50

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

10-2

10-3

10-4

10-5

10-6

10-7

10-8

10-9

Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 51

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

10-2

10-3

10-4

10-5

10-6

10-7

10-8

10-9

Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 52

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

10-2

10-3

10-4

10-5

10-6

10-7

10-8

10-9

Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

特に「できる」という意味を定量化し共有

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 53

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

10-2

10-3

10-4

10-5

10-6

10-7

10-8

10-9

Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

特に「できる」という意味を定量化し共有

54

UCANS Union for Compact Accelerator-driven Neutron Sources

httpwwwucansorg

55

日本加速器中性子源協議会

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

56

日本加速器中性子源協議会

定量的な共通言語の確立

日本中性子科学会基礎基盤部会

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

57

日本加速器中性子源協議会 日本中性子科学会基礎基盤部会

CoNS Concepts of Neutron Sourceshttpswww2kekjpimsskenstopics201510201123html

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

58

日本加速器中性子源協議会 日本中性子科学会基礎基盤部会

CoNS Concepts of Neutron Sourceshttpswww2kekjpimsskenstopics201510201123html

NOP2017() July 2017

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 59

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

16

小型定常中性子源を用いた中性子透過撮像

燃料電池評価に特化したラジオグラフィ

燃料電池から排出される水が安定的かつ継続的に排出されるような排水機構の設計に必要な気液混合流の振る舞いの実機レベルでの実用的な検査手法の開拓を目的とし製品開発において随時利用可能な中性子透過撮像システムの基礎の確立を目標とする

被検体

検出器

後方散乱

前方散乱

入射中性子

被写体と検出器を密着配置

対象物

中性子強度

画質

露出時間

加速器出力

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

17

小型定常中性子源を用いた中性子透過撮像

燃料電池評価に特化したラジオグラフィ

燃料電池から排出される水が安定的かつ継続的に排出されるような排水機構の設計に必要な気液混合流の振る舞いの実機レベルでの実用的な検査手法の開拓を目的とし製品開発において随時利用可能な中性子透過撮像システムの基礎の確立を目標とする

被検体

検出器

後方散乱

前方散乱

入射中性子

被写体と検出器を密着配置

対象物

中性子強度

画質

露出時間

加速器出力

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

17

小型定常中性子源を用いた中性子透過撮像

燃料電池評価に特化したラジオグラフィ

燃料電池から排出される水が安定的かつ継続的に排出されるような排水機構の設計に必要な気液混合流の振る舞いの実機レベルでの実用的な検査手法の開拓を目的とし製品開発において随時利用可能な中性子透過撮像システムの基礎の確立を目標とする

被検体

検出器

後方散乱

前方散乱

入射中性子

被写体と検出器を密着配置

対象物

中性子強度

画質

露出時間

加速器出力

Lle1mm

Tle60s

38x102 leφle17x104 ncm2s

0015leWle055

6dB le p le 20dB

18

画質

NGC4565 (1095x821)

421dB361dB301dB241dB

0dB 602dB 120dB 181dB

18

画質

NGC4565 (1095x821)

421dB361dB301dB241dB

0dB 602dB 120dB 181dB「見える」とは

画質の定量化

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 19

小型中性子源という発想の原点

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Optics Detectors Methodologies

~1cm

~10cm

neutron guide

neutron beam

sample

saving unused neutrons

CHADWICK

350Ci

Ra-Be

SOURCE

BERKELEY 37INCH

CYCLOTRON

CHARGED-PARTICLE SOURCE STEADY STATE SOURCE PULSED SOURCE

CP-1

CP-2

X-10

NRX

MRT NRU HFIR ILL

HFBRORPHEE JRR-3M SINQIBR-30

ZING-P

ZING-PWNRampNEW HARWELL LINAC

KENS

IPNS-1

WNR-PSR-1 ISIS

REACTOR SOURCE PULSED SPALLATION NEUTRON SOURCE

1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010YEAR

1

105

1010

1015

1020

J-PARC

ESSSNS

spallation sources

(Analyzing Capability) prop (Source Power) x (lsquoEfficacyrsquo)

moderator optics detector sample environment signal processing analysis algorhythm theoretical models etc

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 21

sample

opticsimageroptics

neutron source

shield

neutron source

shield

incident beam

sample

scattered neutron

detector

新たに開拓された可能性

当面の応用先

従来 中性子光学

中性子利用効率 低 高

大規模中性子施設

中小規模中性子源 times

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 22

neutronSynchrotron Radiation

X-ray

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Synchrotron RadiationFacility

Synchrotron RadiationFacility

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

Neutron Facility Neutron Facility

new methods

Reactor Spallation Source

new ideasnew fields

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 23

共通言語の確立

ー加速器小型中性子源による基礎物理学際利用産業実用の架橋ー

原子核物理学 天文学 素粒子物理学

原子力工学 熱工学 精密加工学

加速器小型中性子源

学部大学院教育

名古屋大学 理工連携による放射線科学の推進

基礎物理

CP非保存 重力崩壊

学際利用

回折 分光 透視

物性物理化学生物工学波及学際利用薬学医学医療

産業実用製品開発生産

知識を支える若手世代の涵養

真の産学連携

真の理工連携

新発想の先端と生産現場の直接連携

本物を使った教育現場と教育現場の有機的連携

発展モデル

共同研究拠点

コンソーシアム

24

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

24

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

25

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

25

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

page

Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

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核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

26

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

Source Instrument Interpretation

page

Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

26

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

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核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 28

10-9 m 10-8 m 10-7 m 10-6 m10-10 m10-11 m10-12 m10-13 m

102 K 10-4 K 10-5 K103 K105 K107 K109 K 104 K106 K108 K1010 K 101 K 100 K 10-1 K 10-2 K 10-3 K

10-2 eV 10-3 eV 10-4 eV 10-5 eV 10-6 eV 10-7 eV 10-8 eV 10-9 eV10-1 eV101 eV103 eV105 eV 100 eV102 eV104 eV106 eV

1000 ms 100 ms 10 ms 1 ms104 ms105 ms106 ms107 ms2200ms

25meV018nm

300K

極冷熱外 熱 冷 超冷高速

Velocity

Wavelength

Energy

Temperature

(例) エネルギー帯の名称

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10-9 m 10-8 m 10-7 m 10-6 m10-10 m10-11 m10-12 m10-13 m

102 K 10-4 K 10-5 K103 K105 K107 K109 K 104 K106 K108 K1010 K 101 K 100 K 10-1 K 10-2 K 10-3 K

10-2 eV 10-3 eV 10-4 eV 10-5 eV 10-6 eV 10-7 eV 10-8 eV 10-9 eV10-1 eV101 eV103 eV105 eV 100 eV102 eV104 eV106 eV

1000 ms 100 ms 10 ms 1 ms104 ms105 ms106 ms107 ms2200ms

25meV018nm

300K

極冷熱外 熱 冷 超冷高速

Velocity

Wavelength

Energy

Temperature

(例) エネルギー帯の名称 (試案)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 29

10-9 m 10-8 m 10-7 m 10-6 m10-10 m10-11 m10-12 m10-13 m

102 K 10-4 K 10-5 K103 K105 K107 K109 K 104 K106 K108 K1010 K 101 K 100 K 10-1 K 10-2 K 10-3 K

10-2 eV 10-3 eV 10-4 eV 10-5 eV 10-6 eV 10-7 eV 10-8 eV 10-9 eV10-1 eV101 eV103 eV105 eV 100 eV102 eV104 eV106 eV

1000 ms 100 ms 10 ms 1 ms104 ms105 ms106 ms107 ms2200ms

25meV018nm

300K

極冷熱外 熱 冷 超冷高速

Velocity

Wavelength

Energy

Temperature

近熱外中間熱外遠熱外 1nm帯 10nm帯 100nm帯

(例) エネルギー帯の名称 (試案)

100keV

領域10keV

領域1keV

領域100eV

領域10eV

領域1eV

領域1MeV

領域01eV

領域 10Å帯 100Å帯 1000Å帯10K帯 1K帯 100mK帯 10mK帯 1mK帯 100microK帯

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 30

(例) 中性子強度

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(例) 中性子強度

専門家の間でさえとても重要

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 32

一次粒子の時刻t 位相空間座標Γ0における分布数

一次粒子の個数

中性子の個数

一次粒子の位相空間

中性子の位相空間一つの一次粒子がΓ0にあった時にΓnに中性子が生成される確率

一次粒子の瞬間強度

一次粒子の平均強度

中性子の時刻t 位相空間座標Γnにおける分布数

中性子の瞬間強度

中性子の平均強度

一次粒子のビームパワー

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 33

一次粒子の時刻t 位相空間座標Γ0における分布数

一次粒子の個数

中性子の個数

一次粒子の位相空間

中性子の位相空間一つの一次粒子がΓ0にあった時にΓnに中性子が生成される確率

一次粒子の瞬間強度

一次粒子の平均強度

中性子の時刻t 位相空間座標Γnにおける分布数

中性子の瞬間強度

中性子の平均強度

一次粒子のビームパワー

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 34

中性子の平均強度

一次粒子のビームパワー

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一つの中性子が(Γn1t1)にあった時に(Γn2t2)に中性子を生じる確率

(Γnt)に生じる中性子数

面S上での中性子位相空間分布関数

面S上での中性子流速分布関数

規格化

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 36

減速体の表面S上での中性子流速 (S上での平均)

パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

ε領域の中性子の流速の立体角積分

減速効率

ε領域の中性子発生率

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 37

減速体の表面S上での中性子流速 (S上での平均)

パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

ε領域の中性子の流速の立体角積分

減速効率

ε領域の中性子発生率

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 38

パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

減速効率

ε領域の中性子発生率

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 39

パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

減速効率

ε領域の中性子発生率

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

39

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

40

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

41

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

41

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 42

(例) 一般人にもわかりやすい表現

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1018

1016

中性子発生率 [n s-1]

60MW 原子炉1019

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 44

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

1018

1016

中性子発生率 [n s-1]

60MW 原子炉1019

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 45

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1018

1016

60MW 原子炉1019

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 45

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 46

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 47

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 47

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1]

108

109

107

106

105

104

103

102

10

1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 48

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 48

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 48

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

10-2

10-3

10-4

10-5

10-6

10-7

10-8

10-9

Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 49

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

10-2

10-3

10-4

10-5

10-6

10-7

10-8

10-9

Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 50

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

10-2

10-3

10-4

10-5

10-6

10-7

10-8

10-9

Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 51

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

10-2

10-3

10-4

10-5

10-6

10-7

10-8

10-9

Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

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-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

10-2

10-3

10-4

10-5

10-6

10-7

10-8

10-9

Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

特に「できる」という意味を定量化し共有

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-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

10-2

10-3

10-4

10-5

10-6

10-7

10-8

10-9

Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

特に「できる」という意味を定量化し共有

54

UCANS Union for Compact Accelerator-driven Neutron Sources

httpwwwucansorg

55

日本加速器中性子源協議会

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

56

日本加速器中性子源協議会

定量的な共通言語の確立

日本中性子科学会基礎基盤部会

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

57

日本加速器中性子源協議会 日本中性子科学会基礎基盤部会

CoNS Concepts of Neutron Sourceshttpswww2kekjpimsskenstopics201510201123html

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

58

日本加速器中性子源協議会 日本中性子科学会基礎基盤部会

CoNS Concepts of Neutron Sourceshttpswww2kekjpimsskenstopics201510201123html

NOP2017() July 2017

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17

小型定常中性子源を用いた中性子透過撮像

燃料電池評価に特化したラジオグラフィ

燃料電池から排出される水が安定的かつ継続的に排出されるような排水機構の設計に必要な気液混合流の振る舞いの実機レベルでの実用的な検査手法の開拓を目的とし製品開発において随時利用可能な中性子透過撮像システムの基礎の確立を目標とする

被検体

検出器

後方散乱

前方散乱

入射中性子

被写体と検出器を密着配置

対象物

中性子強度

画質

露出時間

加速器出力

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17

小型定常中性子源を用いた中性子透過撮像

燃料電池評価に特化したラジオグラフィ

燃料電池から排出される水が安定的かつ継続的に排出されるような排水機構の設計に必要な気液混合流の振る舞いの実機レベルでの実用的な検査手法の開拓を目的とし製品開発において随時利用可能な中性子透過撮像システムの基礎の確立を目標とする

被検体

検出器

後方散乱

前方散乱

入射中性子

被写体と検出器を密着配置

対象物

中性子強度

画質

露出時間

加速器出力

Lle1mm

Tle60s

38x102 leφle17x104 ncm2s

0015leWle055

6dB le p le 20dB

18

画質

NGC4565 (1095x821)

421dB361dB301dB241dB

0dB 602dB 120dB 181dB

18

画質

NGC4565 (1095x821)

421dB361dB301dB241dB

0dB 602dB 120dB 181dB「見える」とは

画質の定量化

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小型中性子源という発想の原点

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Optics Detectors Methodologies

~1cm

~10cm

neutron guide

neutron beam

sample

saving unused neutrons

CHADWICK

350Ci

Ra-Be

SOURCE

BERKELEY 37INCH

CYCLOTRON

CHARGED-PARTICLE SOURCE STEADY STATE SOURCE PULSED SOURCE

CP-1

CP-2

X-10

NRX

MRT NRU HFIR ILL

HFBRORPHEE JRR-3M SINQIBR-30

ZING-P

ZING-PWNRampNEW HARWELL LINAC

KENS

IPNS-1

WNR-PSR-1 ISIS

REACTOR SOURCE PULSED SPALLATION NEUTRON SOURCE

1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010YEAR

1

105

1010

1015

1020

J-PARC

ESSSNS

spallation sources

(Analyzing Capability) prop (Source Power) x (lsquoEfficacyrsquo)

moderator optics detector sample environment signal processing analysis algorhythm theoretical models etc

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 21

sample

opticsimageroptics

neutron source

shield

neutron source

shield

incident beam

sample

scattered neutron

detector

新たに開拓された可能性

当面の応用先

従来 中性子光学

中性子利用効率 低 高

大規模中性子施設

中小規模中性子源 times

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neutronSynchrotron Radiation

X-ray

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Synchrotron RadiationFacility

Synchrotron RadiationFacility

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

Neutron Facility Neutron Facility

new methods

Reactor Spallation Source

new ideasnew fields

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 23

共通言語の確立

ー加速器小型中性子源による基礎物理学際利用産業実用の架橋ー

原子核物理学 天文学 素粒子物理学

原子力工学 熱工学 精密加工学

加速器小型中性子源

学部大学院教育

名古屋大学 理工連携による放射線科学の推進

基礎物理

CP非保存 重力崩壊

学際利用

回折 分光 透視

物性物理化学生物工学波及学際利用薬学医学医療

産業実用製品開発生産

知識を支える若手世代の涵養

真の産学連携

真の理工連携

新発想の先端と生産現場の直接連携

本物を使った教育現場と教育現場の有機的連携

発展モデル

共同研究拠点

コンソーシアム

24

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

24

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核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

25

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

25

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

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26

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

26

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

Source Instrument Interpretation

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26

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

page

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27

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

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10-9 m 10-8 m 10-7 m 10-6 m10-10 m10-11 m10-12 m10-13 m

102 K 10-4 K 10-5 K103 K105 K107 K109 K 104 K106 K108 K1010 K 101 K 100 K 10-1 K 10-2 K 10-3 K

10-2 eV 10-3 eV 10-4 eV 10-5 eV 10-6 eV 10-7 eV 10-8 eV 10-9 eV10-1 eV101 eV103 eV105 eV 100 eV102 eV104 eV106 eV

1000 ms 100 ms 10 ms 1 ms104 ms105 ms106 ms107 ms2200ms

25meV018nm

300K

極冷熱外 熱 冷 超冷高速

Velocity

Wavelength

Energy

Temperature

(例) エネルギー帯の名称

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10-9 m 10-8 m 10-7 m 10-6 m10-10 m10-11 m10-12 m10-13 m

102 K 10-4 K 10-5 K103 K105 K107 K109 K 104 K106 K108 K1010 K 101 K 100 K 10-1 K 10-2 K 10-3 K

10-2 eV 10-3 eV 10-4 eV 10-5 eV 10-6 eV 10-7 eV 10-8 eV 10-9 eV10-1 eV101 eV103 eV105 eV 100 eV102 eV104 eV106 eV

1000 ms 100 ms 10 ms 1 ms104 ms105 ms106 ms107 ms2200ms

25meV018nm

300K

極冷熱外 熱 冷 超冷高速

Velocity

Wavelength

Energy

Temperature

(例) エネルギー帯の名称 (試案)

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10-9 m 10-8 m 10-7 m 10-6 m10-10 m10-11 m10-12 m10-13 m

102 K 10-4 K 10-5 K103 K105 K107 K109 K 104 K106 K108 K1010 K 101 K 100 K 10-1 K 10-2 K 10-3 K

10-2 eV 10-3 eV 10-4 eV 10-5 eV 10-6 eV 10-7 eV 10-8 eV 10-9 eV10-1 eV101 eV103 eV105 eV 100 eV102 eV104 eV106 eV

1000 ms 100 ms 10 ms 1 ms104 ms105 ms106 ms107 ms2200ms

25meV018nm

300K

極冷熱外 熱 冷 超冷高速

Velocity

Wavelength

Energy

Temperature

近熱外中間熱外遠熱外 1nm帯 10nm帯 100nm帯

(例) エネルギー帯の名称 (試案)

100keV

領域10keV

領域1keV

領域100eV

領域10eV

領域1eV

領域1MeV

領域01eV

領域 10Å帯 100Å帯 1000Å帯10K帯 1K帯 100mK帯 10mK帯 1mK帯 100microK帯

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(例) 中性子強度

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(例) 中性子強度

専門家の間でさえとても重要

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一次粒子の時刻t 位相空間座標Γ0における分布数

一次粒子の個数

中性子の個数

一次粒子の位相空間

中性子の位相空間一つの一次粒子がΓ0にあった時にΓnに中性子が生成される確率

一次粒子の瞬間強度

一次粒子の平均強度

中性子の時刻t 位相空間座標Γnにおける分布数

中性子の瞬間強度

中性子の平均強度

一次粒子のビームパワー

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一次粒子の時刻t 位相空間座標Γ0における分布数

一次粒子の個数

中性子の個数

一次粒子の位相空間

中性子の位相空間一つの一次粒子がΓ0にあった時にΓnに中性子が生成される確率

一次粒子の瞬間強度

一次粒子の平均強度

中性子の時刻t 位相空間座標Γnにおける分布数

中性子の瞬間強度

中性子の平均強度

一次粒子のビームパワー

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中性子の平均強度

一次粒子のビームパワー

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一つの中性子が(Γn1t1)にあった時に(Γn2t2)に中性子を生じる確率

(Γnt)に生じる中性子数

面S上での中性子位相空間分布関数

面S上での中性子流速分布関数

規格化

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 36

減速体の表面S上での中性子流速 (S上での平均)

パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

ε領域の中性子の流速の立体角積分

減速効率

ε領域の中性子発生率

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 37

減速体の表面S上での中性子流速 (S上での平均)

パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

ε領域の中性子の流速の立体角積分

減速効率

ε領域の中性子発生率

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 38

パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

減速効率

ε領域の中性子発生率

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 39

パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

減速効率

ε領域の中性子発生率

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

39

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

40

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

41

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

41

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 42

(例) 一般人にもわかりやすい表現

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 43

1018

1016

中性子発生率 [n s-1]

60MW 原子炉1019

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 44

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

1018

1016

中性子発生率 [n s-1]

60MW 原子炉1019

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 45

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1018

1016

60MW 原子炉1019

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 45

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 46

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 47

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 47

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1]

108

109

107

106

105

104

103

102

10

1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 48

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 48

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 48

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

10-2

10-3

10-4

10-5

10-6

10-7

10-8

10-9

Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 49

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

10-2

10-3

10-4

10-5

10-6

10-7

10-8

10-9

Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 50

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

10-2

10-3

10-4

10-5

10-6

10-7

10-8

10-9

Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 51

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

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105

104

103

102

10

1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

10-2

10-3

10-4

10-5

10-6

10-7

10-8

10-9

Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 52

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

10-2

10-3

10-4

10-5

10-6

10-7

10-8

10-9

Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

特に「できる」という意味を定量化し共有

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 53

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

10-2

10-3

10-4

10-5

10-6

10-7

10-8

10-9

Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

特に「できる」という意味を定量化し共有

54

UCANS Union for Compact Accelerator-driven Neutron Sources

httpwwwucansorg

55

日本加速器中性子源協議会

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

56

日本加速器中性子源協議会

定量的な共通言語の確立

日本中性子科学会基礎基盤部会

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

57

日本加速器中性子源協議会 日本中性子科学会基礎基盤部会

CoNS Concepts of Neutron Sourceshttpswww2kekjpimsskenstopics201510201123html

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

58

日本加速器中性子源協議会 日本中性子科学会基礎基盤部会

CoNS Concepts of Neutron Sourceshttpswww2kekjpimsskenstopics201510201123html

NOP2017() July 2017

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17

小型定常中性子源を用いた中性子透過撮像

燃料電池評価に特化したラジオグラフィ

燃料電池から排出される水が安定的かつ継続的に排出されるような排水機構の設計に必要な気液混合流の振る舞いの実機レベルでの実用的な検査手法の開拓を目的とし製品開発において随時利用可能な中性子透過撮像システムの基礎の確立を目標とする

被検体

検出器

後方散乱

前方散乱

入射中性子

被写体と検出器を密着配置

対象物

中性子強度

画質

露出時間

加速器出力

Lle1mm

Tle60s

38x102 leφle17x104 ncm2s

0015leWle055

6dB le p le 20dB

18

画質

NGC4565 (1095x821)

421dB361dB301dB241dB

0dB 602dB 120dB 181dB

18

画質

NGC4565 (1095x821)

421dB361dB301dB241dB

0dB 602dB 120dB 181dB「見える」とは

画質の定量化

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小型中性子源という発想の原点

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Optics Detectors Methodologies

~1cm

~10cm

neutron guide

neutron beam

sample

saving unused neutrons

CHADWICK

350Ci

Ra-Be

SOURCE

BERKELEY 37INCH

CYCLOTRON

CHARGED-PARTICLE SOURCE STEADY STATE SOURCE PULSED SOURCE

CP-1

CP-2

X-10

NRX

MRT NRU HFIR ILL

HFBRORPHEE JRR-3M SINQIBR-30

ZING-P

ZING-PWNRampNEW HARWELL LINAC

KENS

IPNS-1

WNR-PSR-1 ISIS

REACTOR SOURCE PULSED SPALLATION NEUTRON SOURCE

1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010YEAR

1

105

1010

1015

1020

J-PARC

ESSSNS

spallation sources

(Analyzing Capability) prop (Source Power) x (lsquoEfficacyrsquo)

moderator optics detector sample environment signal processing analysis algorhythm theoretical models etc

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sample

opticsimageroptics

neutron source

shield

neutron source

shield

incident beam

sample

scattered neutron

detector

新たに開拓された可能性

当面の応用先

従来 中性子光学

中性子利用効率 低 高

大規模中性子施設

中小規模中性子源 times

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neutronSynchrotron Radiation

X-ray

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Synchrotron RadiationFacility

Synchrotron RadiationFacility

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

Neutron Facility Neutron Facility

new methods

Reactor Spallation Source

new ideasnew fields

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共通言語の確立

ー加速器小型中性子源による基礎物理学際利用産業実用の架橋ー

原子核物理学 天文学 素粒子物理学

原子力工学 熱工学 精密加工学

加速器小型中性子源

学部大学院教育

名古屋大学 理工連携による放射線科学の推進

基礎物理

CP非保存 重力崩壊

学際利用

回折 分光 透視

物性物理化学生物工学波及学際利用薬学医学医療

産業実用製品開発生産

知識を支える若手世代の涵養

真の産学連携

真の理工連携

新発想の先端と生産現場の直接連携

本物を使った教育現場と教育現場の有機的連携

発展モデル

共同研究拠点

コンソーシアム

24

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

24

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核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

25

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核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

25

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

page

Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

26

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

page

Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

26

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

Source Instrument Interpretation

page

Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

26

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

page

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27

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

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10-9 m 10-8 m 10-7 m 10-6 m10-10 m10-11 m10-12 m10-13 m

102 K 10-4 K 10-5 K103 K105 K107 K109 K 104 K106 K108 K1010 K 101 K 100 K 10-1 K 10-2 K 10-3 K

10-2 eV 10-3 eV 10-4 eV 10-5 eV 10-6 eV 10-7 eV 10-8 eV 10-9 eV10-1 eV101 eV103 eV105 eV 100 eV102 eV104 eV106 eV

1000 ms 100 ms 10 ms 1 ms104 ms105 ms106 ms107 ms2200ms

25meV018nm

300K

極冷熱外 熱 冷 超冷高速

Velocity

Wavelength

Energy

Temperature

(例) エネルギー帯の名称

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10-9 m 10-8 m 10-7 m 10-6 m10-10 m10-11 m10-12 m10-13 m

102 K 10-4 K 10-5 K103 K105 K107 K109 K 104 K106 K108 K1010 K 101 K 100 K 10-1 K 10-2 K 10-3 K

10-2 eV 10-3 eV 10-4 eV 10-5 eV 10-6 eV 10-7 eV 10-8 eV 10-9 eV10-1 eV101 eV103 eV105 eV 100 eV102 eV104 eV106 eV

1000 ms 100 ms 10 ms 1 ms104 ms105 ms106 ms107 ms2200ms

25meV018nm

300K

極冷熱外 熱 冷 超冷高速

Velocity

Wavelength

Energy

Temperature

(例) エネルギー帯の名称 (試案)

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10-9 m 10-8 m 10-7 m 10-6 m10-10 m10-11 m10-12 m10-13 m

102 K 10-4 K 10-5 K103 K105 K107 K109 K 104 K106 K108 K1010 K 101 K 100 K 10-1 K 10-2 K 10-3 K

10-2 eV 10-3 eV 10-4 eV 10-5 eV 10-6 eV 10-7 eV 10-8 eV 10-9 eV10-1 eV101 eV103 eV105 eV 100 eV102 eV104 eV106 eV

1000 ms 100 ms 10 ms 1 ms104 ms105 ms106 ms107 ms2200ms

25meV018nm

300K

極冷熱外 熱 冷 超冷高速

Velocity

Wavelength

Energy

Temperature

近熱外中間熱外遠熱外 1nm帯 10nm帯 100nm帯

(例) エネルギー帯の名称 (試案)

100keV

領域10keV

領域1keV

領域100eV

領域10eV

領域1eV

領域1MeV

領域01eV

領域 10Å帯 100Å帯 1000Å帯10K帯 1K帯 100mK帯 10mK帯 1mK帯 100microK帯

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(例) 中性子強度

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(例) 中性子強度

専門家の間でさえとても重要

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一次粒子の時刻t 位相空間座標Γ0における分布数

一次粒子の個数

中性子の個数

一次粒子の位相空間

中性子の位相空間一つの一次粒子がΓ0にあった時にΓnに中性子が生成される確率

一次粒子の瞬間強度

一次粒子の平均強度

中性子の時刻t 位相空間座標Γnにおける分布数

中性子の瞬間強度

中性子の平均強度

一次粒子のビームパワー

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一次粒子の時刻t 位相空間座標Γ0における分布数

一次粒子の個数

中性子の個数

一次粒子の位相空間

中性子の位相空間一つの一次粒子がΓ0にあった時にΓnに中性子が生成される確率

一次粒子の瞬間強度

一次粒子の平均強度

中性子の時刻t 位相空間座標Γnにおける分布数

中性子の瞬間強度

中性子の平均強度

一次粒子のビームパワー

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中性子の平均強度

一次粒子のビームパワー

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一つの中性子が(Γn1t1)にあった時に(Γn2t2)に中性子を生じる確率

(Γnt)に生じる中性子数

面S上での中性子位相空間分布関数

面S上での中性子流速分布関数

規格化

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減速体の表面S上での中性子流速 (S上での平均)

パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

ε領域の中性子の流速の立体角積分

減速効率

ε領域の中性子発生率

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減速体の表面S上での中性子流速 (S上での平均)

パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

ε領域の中性子の流速の立体角積分

減速効率

ε領域の中性子発生率

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パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

減速効率

ε領域の中性子発生率

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パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

減速効率

ε領域の中性子発生率

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核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

39

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核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

40

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

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核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

41

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

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核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

41

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 42

(例) 一般人にもわかりやすい表現

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 43

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1016

中性子発生率 [n s-1]

60MW 原子炉1019

1017

1015

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1012

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1010

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105

104

103

102

10

1

20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 44

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-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

1018

1016

中性子発生率 [n s-1]

60MW 原子炉1019

1017

1015

1014

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20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1018

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60MW 原子炉1019

1017

1015

1014

1013

1012

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104

103

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20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 45

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

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J-PARCJSNS (1MW)

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NUANS (1kW p+Be)

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1]

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

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-20

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-10

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0

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10

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

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1013

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1011

1010

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

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1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

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1013

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

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利用中性子数 [arb unit]

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1

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ΔEE ~ 10-3

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ΔE rarr infin

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 49

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

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ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 50

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

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+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 51

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 52

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

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+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

特に「できる」という意味を定量化し共有

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 53

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

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1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

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10-3

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10-5

10-6

10-7

10-8

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

特に「できる」という意味を定量化し共有

54

UCANS Union for Compact Accelerator-driven Neutron Sources

httpwwwucansorg

55

日本加速器中性子源協議会

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

56

日本加速器中性子源協議会

定量的な共通言語の確立

日本中性子科学会基礎基盤部会

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

57

日本加速器中性子源協議会 日本中性子科学会基礎基盤部会

CoNS Concepts of Neutron Sourceshttpswww2kekjpimsskenstopics201510201123html

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

58

日本加速器中性子源協議会 日本中性子科学会基礎基盤部会

CoNS Concepts of Neutron Sourceshttpswww2kekjpimsskenstopics201510201123html

NOP2017() July 2017

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18

画質

NGC4565 (1095x821)

421dB361dB301dB241dB

0dB 602dB 120dB 181dB

18

画質

NGC4565 (1095x821)

421dB361dB301dB241dB

0dB 602dB 120dB 181dB「見える」とは

画質の定量化

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 19

小型中性子源という発想の原点

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Optics Detectors Methodologies

~1cm

~10cm

neutron guide

neutron beam

sample

saving unused neutrons

CHADWICK

350Ci

Ra-Be

SOURCE

BERKELEY 37INCH

CYCLOTRON

CHARGED-PARTICLE SOURCE STEADY STATE SOURCE PULSED SOURCE

CP-1

CP-2

X-10

NRX

MRT NRU HFIR ILL

HFBRORPHEE JRR-3M SINQIBR-30

ZING-P

ZING-PWNRampNEW HARWELL LINAC

KENS

IPNS-1

WNR-PSR-1 ISIS

REACTOR SOURCE PULSED SPALLATION NEUTRON SOURCE

1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010YEAR

1

105

1010

1015

1020

J-PARC

ESSSNS

spallation sources

(Analyzing Capability) prop (Source Power) x (lsquoEfficacyrsquo)

moderator optics detector sample environment signal processing analysis algorhythm theoretical models etc

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sample

opticsimageroptics

neutron source

shield

neutron source

shield

incident beam

sample

scattered neutron

detector

新たに開拓された可能性

当面の応用先

従来 中性子光学

中性子利用効率 低 高

大規模中性子施設

中小規模中性子源 times

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neutronSynchrotron Radiation

X-ray

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Synchrotron RadiationFacility

Synchrotron RadiationFacility

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

Neutron Facility Neutron Facility

new methods

Reactor Spallation Source

new ideasnew fields

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共通言語の確立

ー加速器小型中性子源による基礎物理学際利用産業実用の架橋ー

原子核物理学 天文学 素粒子物理学

原子力工学 熱工学 精密加工学

加速器小型中性子源

学部大学院教育

名古屋大学 理工連携による放射線科学の推進

基礎物理

CP非保存 重力崩壊

学際利用

回折 分光 透視

物性物理化学生物工学波及学際利用薬学医学医療

産業実用製品開発生産

知識を支える若手世代の涵養

真の産学連携

真の理工連携

新発想の先端と生産現場の直接連携

本物を使った教育現場と教育現場の有機的連携

発展モデル

共同研究拠点

コンソーシアム

24

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

24

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核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

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核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

25

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

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26

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

26

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

Source Instrument Interpretation

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

26

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

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核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

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10-9 m 10-8 m 10-7 m 10-6 m10-10 m10-11 m10-12 m10-13 m

102 K 10-4 K 10-5 K103 K105 K107 K109 K 104 K106 K108 K1010 K 101 K 100 K 10-1 K 10-2 K 10-3 K

10-2 eV 10-3 eV 10-4 eV 10-5 eV 10-6 eV 10-7 eV 10-8 eV 10-9 eV10-1 eV101 eV103 eV105 eV 100 eV102 eV104 eV106 eV

1000 ms 100 ms 10 ms 1 ms104 ms105 ms106 ms107 ms2200ms

25meV018nm

300K

極冷熱外 熱 冷 超冷高速

Velocity

Wavelength

Energy

Temperature

(例) エネルギー帯の名称

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10-9 m 10-8 m 10-7 m 10-6 m10-10 m10-11 m10-12 m10-13 m

102 K 10-4 K 10-5 K103 K105 K107 K109 K 104 K106 K108 K1010 K 101 K 100 K 10-1 K 10-2 K 10-3 K

10-2 eV 10-3 eV 10-4 eV 10-5 eV 10-6 eV 10-7 eV 10-8 eV 10-9 eV10-1 eV101 eV103 eV105 eV 100 eV102 eV104 eV106 eV

1000 ms 100 ms 10 ms 1 ms104 ms105 ms106 ms107 ms2200ms

25meV018nm

300K

極冷熱外 熱 冷 超冷高速

Velocity

Wavelength

Energy

Temperature

(例) エネルギー帯の名称 (試案)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 29

10-9 m 10-8 m 10-7 m 10-6 m10-10 m10-11 m10-12 m10-13 m

102 K 10-4 K 10-5 K103 K105 K107 K109 K 104 K106 K108 K1010 K 101 K 100 K 10-1 K 10-2 K 10-3 K

10-2 eV 10-3 eV 10-4 eV 10-5 eV 10-6 eV 10-7 eV 10-8 eV 10-9 eV10-1 eV101 eV103 eV105 eV 100 eV102 eV104 eV106 eV

1000 ms 100 ms 10 ms 1 ms104 ms105 ms106 ms107 ms2200ms

25meV018nm

300K

極冷熱外 熱 冷 超冷高速

Velocity

Wavelength

Energy

Temperature

近熱外中間熱外遠熱外 1nm帯 10nm帯 100nm帯

(例) エネルギー帯の名称 (試案)

100keV

領域10keV

領域1keV

領域100eV

領域10eV

領域1eV

領域1MeV

領域01eV

領域 10Å帯 100Å帯 1000Å帯10K帯 1K帯 100mK帯 10mK帯 1mK帯 100microK帯

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(例) 中性子強度

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(例) 中性子強度

専門家の間でさえとても重要

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一次粒子の時刻t 位相空間座標Γ0における分布数

一次粒子の個数

中性子の個数

一次粒子の位相空間

中性子の位相空間一つの一次粒子がΓ0にあった時にΓnに中性子が生成される確率

一次粒子の瞬間強度

一次粒子の平均強度

中性子の時刻t 位相空間座標Γnにおける分布数

中性子の瞬間強度

中性子の平均強度

一次粒子のビームパワー

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一次粒子の時刻t 位相空間座標Γ0における分布数

一次粒子の個数

中性子の個数

一次粒子の位相空間

中性子の位相空間一つの一次粒子がΓ0にあった時にΓnに中性子が生成される確率

一次粒子の瞬間強度

一次粒子の平均強度

中性子の時刻t 位相空間座標Γnにおける分布数

中性子の瞬間強度

中性子の平均強度

一次粒子のビームパワー

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中性子の平均強度

一次粒子のビームパワー

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一つの中性子が(Γn1t1)にあった時に(Γn2t2)に中性子を生じる確率

(Γnt)に生じる中性子数

面S上での中性子位相空間分布関数

面S上での中性子流速分布関数

規格化

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減速体の表面S上での中性子流速 (S上での平均)

パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

ε領域の中性子の流速の立体角積分

減速効率

ε領域の中性子発生率

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減速体の表面S上での中性子流速 (S上での平均)

パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

ε領域の中性子の流速の立体角積分

減速効率

ε領域の中性子発生率

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パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

減速効率

ε領域の中性子発生率

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パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

減速効率

ε領域の中性子発生率

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核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

39

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核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

40

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

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核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

41

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

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核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

41

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

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(例) 一般人にもわかりやすい表現

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1018

1016

中性子発生率 [n s-1]

60MW 原子炉1019

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

1018

1016

中性子発生率 [n s-1]

60MW 原子炉1019

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1018

1016

60MW 原子炉1019

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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-20

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-10

-5

0

5

10

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

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1013

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103

102

10

1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 47

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0

5

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

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106

105

104

103

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

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1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1]

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1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 49

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 50

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 51

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 52

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

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1

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

特に「できる」という意味を定量化し共有

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 53

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

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1013

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1011

1010

109

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

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10-5

10-6

10-7

10-8

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

特に「できる」という意味を定量化し共有

54

UCANS Union for Compact Accelerator-driven Neutron Sources

httpwwwucansorg

55

日本加速器中性子源協議会

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

56

日本加速器中性子源協議会

定量的な共通言語の確立

日本中性子科学会基礎基盤部会

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

57

日本加速器中性子源協議会 日本中性子科学会基礎基盤部会

CoNS Concepts of Neutron Sourceshttpswww2kekjpimsskenstopics201510201123html

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

58

日本加速器中性子源協議会 日本中性子科学会基礎基盤部会

CoNS Concepts of Neutron Sourceshttpswww2kekjpimsskenstopics201510201123html

NOP2017() July 2017

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 59

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18

画質

NGC4565 (1095x821)

421dB361dB301dB241dB

0dB 602dB 120dB 181dB「見える」とは

画質の定量化

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 19

小型中性子源という発想の原点

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 20

Optics Detectors Methodologies

~1cm

~10cm

neutron guide

neutron beam

sample

saving unused neutrons

CHADWICK

350Ci

Ra-Be

SOURCE

BERKELEY 37INCH

CYCLOTRON

CHARGED-PARTICLE SOURCE STEADY STATE SOURCE PULSED SOURCE

CP-1

CP-2

X-10

NRX

MRT NRU HFIR ILL

HFBRORPHEE JRR-3M SINQIBR-30

ZING-P

ZING-PWNRampNEW HARWELL LINAC

KENS

IPNS-1

WNR-PSR-1 ISIS

REACTOR SOURCE PULSED SPALLATION NEUTRON SOURCE

1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010YEAR

1

105

1010

1015

1020

J-PARC

ESSSNS

spallation sources

(Analyzing Capability) prop (Source Power) x (lsquoEfficacyrsquo)

moderator optics detector sample environment signal processing analysis algorhythm theoretical models etc

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 21

sample

opticsimageroptics

neutron source

shield

neutron source

shield

incident beam

sample

scattered neutron

detector

新たに開拓された可能性

当面の応用先

従来 中性子光学

中性子利用効率 低 高

大規模中性子施設

中小規模中性子源 times

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 22

neutronSynchrotron Radiation

X-ray

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Synchrotron RadiationFacility

Synchrotron RadiationFacility

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

Neutron Facility Neutron Facility

new methods

Reactor Spallation Source

new ideasnew fields

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 23

共通言語の確立

ー加速器小型中性子源による基礎物理学際利用産業実用の架橋ー

原子核物理学 天文学 素粒子物理学

原子力工学 熱工学 精密加工学

加速器小型中性子源

学部大学院教育

名古屋大学 理工連携による放射線科学の推進

基礎物理

CP非保存 重力崩壊

学際利用

回折 分光 透視

物性物理化学生物工学波及学際利用薬学医学医療

産業実用製品開発生産

知識を支える若手世代の涵養

真の産学連携

真の理工連携

新発想の先端と生産現場の直接連携

本物を使った教育現場と教育現場の有機的連携

発展モデル

共同研究拠点

コンソーシアム

24

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

24

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

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陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

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核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

26

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

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MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

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Source Instrument Interpretation

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

26

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

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Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

27

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

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MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

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hellip hellip

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 28

10-9 m 10-8 m 10-7 m 10-6 m10-10 m10-11 m10-12 m10-13 m

102 K 10-4 K 10-5 K103 K105 K107 K109 K 104 K106 K108 K1010 K 101 K 100 K 10-1 K 10-2 K 10-3 K

10-2 eV 10-3 eV 10-4 eV 10-5 eV 10-6 eV 10-7 eV 10-8 eV 10-9 eV10-1 eV101 eV103 eV105 eV 100 eV102 eV104 eV106 eV

1000 ms 100 ms 10 ms 1 ms104 ms105 ms106 ms107 ms2200ms

25meV018nm

300K

極冷熱外 熱 冷 超冷高速

Velocity

Wavelength

Energy

Temperature

(例) エネルギー帯の名称

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 29

10-9 m 10-8 m 10-7 m 10-6 m10-10 m10-11 m10-12 m10-13 m

102 K 10-4 K 10-5 K103 K105 K107 K109 K 104 K106 K108 K1010 K 101 K 100 K 10-1 K 10-2 K 10-3 K

10-2 eV 10-3 eV 10-4 eV 10-5 eV 10-6 eV 10-7 eV 10-8 eV 10-9 eV10-1 eV101 eV103 eV105 eV 100 eV102 eV104 eV106 eV

1000 ms 100 ms 10 ms 1 ms104 ms105 ms106 ms107 ms2200ms

25meV018nm

300K

極冷熱外 熱 冷 超冷高速

Velocity

Wavelength

Energy

Temperature

(例) エネルギー帯の名称 (試案)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 29

10-9 m 10-8 m 10-7 m 10-6 m10-10 m10-11 m10-12 m10-13 m

102 K 10-4 K 10-5 K103 K105 K107 K109 K 104 K106 K108 K1010 K 101 K 100 K 10-1 K 10-2 K 10-3 K

10-2 eV 10-3 eV 10-4 eV 10-5 eV 10-6 eV 10-7 eV 10-8 eV 10-9 eV10-1 eV101 eV103 eV105 eV 100 eV102 eV104 eV106 eV

1000 ms 100 ms 10 ms 1 ms104 ms105 ms106 ms107 ms2200ms

25meV018nm

300K

極冷熱外 熱 冷 超冷高速

Velocity

Wavelength

Energy

Temperature

近熱外中間熱外遠熱外 1nm帯 10nm帯 100nm帯

(例) エネルギー帯の名称 (試案)

100keV

領域10keV

領域1keV

領域100eV

領域10eV

領域1eV

領域1MeV

領域01eV

領域 10Å帯 100Å帯 1000Å帯10K帯 1K帯 100mK帯 10mK帯 1mK帯 100microK帯

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 30

(例) 中性子強度

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(例) 中性子強度

専門家の間でさえとても重要

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一次粒子の時刻t 位相空間座標Γ0における分布数

一次粒子の個数

中性子の個数

一次粒子の位相空間

中性子の位相空間一つの一次粒子がΓ0にあった時にΓnに中性子が生成される確率

一次粒子の瞬間強度

一次粒子の平均強度

中性子の時刻t 位相空間座標Γnにおける分布数

中性子の瞬間強度

中性子の平均強度

一次粒子のビームパワー

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 33

一次粒子の時刻t 位相空間座標Γ0における分布数

一次粒子の個数

中性子の個数

一次粒子の位相空間

中性子の位相空間一つの一次粒子がΓ0にあった時にΓnに中性子が生成される確率

一次粒子の瞬間強度

一次粒子の平均強度

中性子の時刻t 位相空間座標Γnにおける分布数

中性子の瞬間強度

中性子の平均強度

一次粒子のビームパワー

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 34

中性子の平均強度

一次粒子のビームパワー

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一つの中性子が(Γn1t1)にあった時に(Γn2t2)に中性子を生じる確率

(Γnt)に生じる中性子数

面S上での中性子位相空間分布関数

面S上での中性子流速分布関数

規格化

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 36

減速体の表面S上での中性子流速 (S上での平均)

パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

ε領域の中性子の流速の立体角積分

減速効率

ε領域の中性子発生率

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減速体の表面S上での中性子流速 (S上での平均)

パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

ε領域の中性子の流速の立体角積分

減速効率

ε領域の中性子発生率

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 38

パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

減速効率

ε領域の中性子発生率

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 39

パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

減速効率

ε領域の中性子発生率

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

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MgF2

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時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

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Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

39

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核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

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MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

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(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

40

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

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MgF2

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時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

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(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

41

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

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MgF2

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時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

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(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

41

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 42

(例) 一般人にもわかりやすい表現

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1018

1016

中性子発生率 [n s-1]

60MW 原子炉1019

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 44

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

1018

1016

中性子発生率 [n s-1]

60MW 原子炉1019

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1018

1016

60MW 原子炉1019

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 45

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 46

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

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10

1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 47

-25

-20

-15

-10

-5

0

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10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 47

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1]

108

109

107

106

105

104

103

102

10

1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 48

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 48

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 48

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

10-2

10-3

10-4

10-5

10-6

10-7

10-8

10-9

Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 49

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

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105

104

103

102

10

1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

10-2

10-3

10-4

10-5

10-6

10-7

10-8

10-9

Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 50

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

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15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

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1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

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1013

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1010

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108

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

10-2

10-3

10-4

10-5

10-6

10-7

10-8

10-9

Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 51

-25

-20

-15

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

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10-4

10-5

10-6

10-7

10-8

10-9

Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 52

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-20

-15

-10

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0

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10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

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1011

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108

107

106

105

104

103

102

10

1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

10-2

10-3

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10-5

10-6

10-7

10-8

10-9

Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

特に「できる」という意味を定量化し共有

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 53

-25

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-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

10-2

10-3

10-4

10-5

10-6

10-7

10-8

10-9

Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

特に「できる」という意味を定量化し共有

54

UCANS Union for Compact Accelerator-driven Neutron Sources

httpwwwucansorg

55

日本加速器中性子源協議会

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

56

日本加速器中性子源協議会

定量的な共通言語の確立

日本中性子科学会基礎基盤部会

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

57

日本加速器中性子源協議会 日本中性子科学会基礎基盤部会

CoNS Concepts of Neutron Sourceshttpswww2kekjpimsskenstopics201510201123html

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

58

日本加速器中性子源協議会 日本中性子科学会基礎基盤部会

CoNS Concepts of Neutron Sourceshttpswww2kekjpimsskenstopics201510201123html

NOP2017() July 2017

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 19

小型中性子源という発想の原点

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Optics Detectors Methodologies

~1cm

~10cm

neutron guide

neutron beam

sample

saving unused neutrons

CHADWICK

350Ci

Ra-Be

SOURCE

BERKELEY 37INCH

CYCLOTRON

CHARGED-PARTICLE SOURCE STEADY STATE SOURCE PULSED SOURCE

CP-1

CP-2

X-10

NRX

MRT NRU HFIR ILL

HFBRORPHEE JRR-3M SINQIBR-30

ZING-P

ZING-PWNRampNEW HARWELL LINAC

KENS

IPNS-1

WNR-PSR-1 ISIS

REACTOR SOURCE PULSED SPALLATION NEUTRON SOURCE

1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010YEAR

1

105

1010

1015

1020

J-PARC

ESSSNS

spallation sources

(Analyzing Capability) prop (Source Power) x (lsquoEfficacyrsquo)

moderator optics detector sample environment signal processing analysis algorhythm theoretical models etc

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 21

sample

opticsimageroptics

neutron source

shield

neutron source

shield

incident beam

sample

scattered neutron

detector

新たに開拓された可能性

当面の応用先

従来 中性子光学

中性子利用効率 低 高

大規模中性子施設

中小規模中性子源 times

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 22

neutronSynchrotron Radiation

X-ray

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Synchrotron RadiationFacility

Synchrotron RadiationFacility

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

Neutron Facility Neutron Facility

new methods

Reactor Spallation Source

new ideasnew fields

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 23

共通言語の確立

ー加速器小型中性子源による基礎物理学際利用産業実用の架橋ー

原子核物理学 天文学 素粒子物理学

原子力工学 熱工学 精密加工学

加速器小型中性子源

学部大学院教育

名古屋大学 理工連携による放射線科学の推進

基礎物理

CP非保存 重力崩壊

学際利用

回折 分光 透視

物性物理化学生物工学波及学際利用薬学医学医療

産業実用製品開発生産

知識を支える若手世代の涵養

真の産学連携

真の理工連携

新発想の先端と生産現場の直接連携

本物を使った教育現場と教育現場の有機的連携

発展モデル

共同研究拠点

コンソーシアム

24

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

24

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核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

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陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

26

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

26

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

Source Instrument Interpretation

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

26

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

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核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

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10-9 m 10-8 m 10-7 m 10-6 m10-10 m10-11 m10-12 m10-13 m

102 K 10-4 K 10-5 K103 K105 K107 K109 K 104 K106 K108 K1010 K 101 K 100 K 10-1 K 10-2 K 10-3 K

10-2 eV 10-3 eV 10-4 eV 10-5 eV 10-6 eV 10-7 eV 10-8 eV 10-9 eV10-1 eV101 eV103 eV105 eV 100 eV102 eV104 eV106 eV

1000 ms 100 ms 10 ms 1 ms104 ms105 ms106 ms107 ms2200ms

25meV018nm

300K

極冷熱外 熱 冷 超冷高速

Velocity

Wavelength

Energy

Temperature

(例) エネルギー帯の名称

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 29

10-9 m 10-8 m 10-7 m 10-6 m10-10 m10-11 m10-12 m10-13 m

102 K 10-4 K 10-5 K103 K105 K107 K109 K 104 K106 K108 K1010 K 101 K 100 K 10-1 K 10-2 K 10-3 K

10-2 eV 10-3 eV 10-4 eV 10-5 eV 10-6 eV 10-7 eV 10-8 eV 10-9 eV10-1 eV101 eV103 eV105 eV 100 eV102 eV104 eV106 eV

1000 ms 100 ms 10 ms 1 ms104 ms105 ms106 ms107 ms2200ms

25meV018nm

300K

極冷熱外 熱 冷 超冷高速

Velocity

Wavelength

Energy

Temperature

(例) エネルギー帯の名称 (試案)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 29

10-9 m 10-8 m 10-7 m 10-6 m10-10 m10-11 m10-12 m10-13 m

102 K 10-4 K 10-5 K103 K105 K107 K109 K 104 K106 K108 K1010 K 101 K 100 K 10-1 K 10-2 K 10-3 K

10-2 eV 10-3 eV 10-4 eV 10-5 eV 10-6 eV 10-7 eV 10-8 eV 10-9 eV10-1 eV101 eV103 eV105 eV 100 eV102 eV104 eV106 eV

1000 ms 100 ms 10 ms 1 ms104 ms105 ms106 ms107 ms2200ms

25meV018nm

300K

極冷熱外 熱 冷 超冷高速

Velocity

Wavelength

Energy

Temperature

近熱外中間熱外遠熱外 1nm帯 10nm帯 100nm帯

(例) エネルギー帯の名称 (試案)

100keV

領域10keV

領域1keV

領域100eV

領域10eV

領域1eV

領域1MeV

領域01eV

領域 10Å帯 100Å帯 1000Å帯10K帯 1K帯 100mK帯 10mK帯 1mK帯 100microK帯

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 30

(例) 中性子強度

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 31

(例) 中性子強度

専門家の間でさえとても重要

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 32

一次粒子の時刻t 位相空間座標Γ0における分布数

一次粒子の個数

中性子の個数

一次粒子の位相空間

中性子の位相空間一つの一次粒子がΓ0にあった時にΓnに中性子が生成される確率

一次粒子の瞬間強度

一次粒子の平均強度

中性子の時刻t 位相空間座標Γnにおける分布数

中性子の瞬間強度

中性子の平均強度

一次粒子のビームパワー

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 33

一次粒子の時刻t 位相空間座標Γ0における分布数

一次粒子の個数

中性子の個数

一次粒子の位相空間

中性子の位相空間一つの一次粒子がΓ0にあった時にΓnに中性子が生成される確率

一次粒子の瞬間強度

一次粒子の平均強度

中性子の時刻t 位相空間座標Γnにおける分布数

中性子の瞬間強度

中性子の平均強度

一次粒子のビームパワー

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中性子の平均強度

一次粒子のビームパワー

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一つの中性子が(Γn1t1)にあった時に(Γn2t2)に中性子を生じる確率

(Γnt)に生じる中性子数

面S上での中性子位相空間分布関数

面S上での中性子流速分布関数

規格化

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 36

減速体の表面S上での中性子流速 (S上での平均)

パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

ε領域の中性子の流速の立体角積分

減速効率

ε領域の中性子発生率

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 37

減速体の表面S上での中性子流速 (S上での平均)

パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

ε領域の中性子の流速の立体角積分

減速効率

ε領域の中性子発生率

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 38

パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

減速効率

ε領域の中性子発生率

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 39

パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

減速効率

ε領域の中性子発生率

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

39

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

40

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

41

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

41

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 42

(例) 一般人にもわかりやすい表現

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 43

1018

1016

中性子発生率 [n s-1]

60MW 原子炉1019

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 44

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

1018

1016

中性子発生率 [n s-1]

60MW 原子炉1019

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 45

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1018

1016

60MW 原子炉1019

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 45

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 46

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 47

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 47

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1]

108

109

107

106

105

104

103

102

10

1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 48

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 48

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 48

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

10-2

10-3

10-4

10-5

10-6

10-7

10-8

10-9

Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 49

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

10-2

10-3

10-4

10-5

10-6

10-7

10-8

10-9

Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 50

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

10-2

10-3

10-4

10-5

10-6

10-7

10-8

10-9

Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 51

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

10-2

10-3

10-4

10-5

10-6

10-7

10-8

10-9

Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

page

Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 52

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

10-2

10-3

10-4

10-5

10-6

10-7

10-8

10-9

Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

特に「できる」という意味を定量化し共有

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 53

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

10-2

10-3

10-4

10-5

10-6

10-7

10-8

10-9

Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

特に「できる」という意味を定量化し共有

54

UCANS Union for Compact Accelerator-driven Neutron Sources

httpwwwucansorg

55

日本加速器中性子源協議会

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

56

日本加速器中性子源協議会

定量的な共通言語の確立

日本中性子科学会基礎基盤部会

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

57

日本加速器中性子源協議会 日本中性子科学会基礎基盤部会

CoNS Concepts of Neutron Sourceshttpswww2kekjpimsskenstopics201510201123html

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

58

日本加速器中性子源協議会 日本中性子科学会基礎基盤部会

CoNS Concepts of Neutron Sourceshttpswww2kekjpimsskenstopics201510201123html

NOP2017() July 2017

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 59

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Optics Detectors Methodologies

~1cm

~10cm

neutron guide

neutron beam

sample

saving unused neutrons

CHADWICK

350Ci

Ra-Be

SOURCE

BERKELEY 37INCH

CYCLOTRON

CHARGED-PARTICLE SOURCE STEADY STATE SOURCE PULSED SOURCE

CP-1

CP-2

X-10

NRX

MRT NRU HFIR ILL

HFBRORPHEE JRR-3M SINQIBR-30

ZING-P

ZING-PWNRampNEW HARWELL LINAC

KENS

IPNS-1

WNR-PSR-1 ISIS

REACTOR SOURCE PULSED SPALLATION NEUTRON SOURCE

1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010YEAR

1

105

1010

1015

1020

J-PARC

ESSSNS

spallation sources

(Analyzing Capability) prop (Source Power) x (lsquoEfficacyrsquo)

moderator optics detector sample environment signal processing analysis algorhythm theoretical models etc

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sample

opticsimageroptics

neutron source

shield

neutron source

shield

incident beam

sample

scattered neutron

detector

新たに開拓された可能性

当面の応用先

従来 中性子光学

中性子利用効率 低 高

大規模中性子施設

中小規模中性子源 times

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neutronSynchrotron Radiation

X-ray

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Synchrotron RadiationFacility

Synchrotron RadiationFacility

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

Neutron Facility Neutron Facility

new methods

Reactor Spallation Source

new ideasnew fields

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共通言語の確立

ー加速器小型中性子源による基礎物理学際利用産業実用の架橋ー

原子核物理学 天文学 素粒子物理学

原子力工学 熱工学 精密加工学

加速器小型中性子源

学部大学院教育

名古屋大学 理工連携による放射線科学の推進

基礎物理

CP非保存 重力崩壊

学際利用

回折 分光 透視

物性物理化学生物工学波及学際利用薬学医学医療

産業実用製品開発生産

知識を支える若手世代の涵養

真の産学連携

真の理工連携

新発想の先端と生産現場の直接連携

本物を使った教育現場と教育現場の有機的連携

発展モデル

共同研究拠点

コンソーシアム

24

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

24

page

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核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

25

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核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

25

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

page

Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

26

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

page

Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

26

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

Source Instrument Interpretation

page

Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

26

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

page

Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

27

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

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10-9 m 10-8 m 10-7 m 10-6 m10-10 m10-11 m10-12 m10-13 m

102 K 10-4 K 10-5 K103 K105 K107 K109 K 104 K106 K108 K1010 K 101 K 100 K 10-1 K 10-2 K 10-3 K

10-2 eV 10-3 eV 10-4 eV 10-5 eV 10-6 eV 10-7 eV 10-8 eV 10-9 eV10-1 eV101 eV103 eV105 eV 100 eV102 eV104 eV106 eV

1000 ms 100 ms 10 ms 1 ms104 ms105 ms106 ms107 ms2200ms

25meV018nm

300K

極冷熱外 熱 冷 超冷高速

Velocity

Wavelength

Energy

Temperature

(例) エネルギー帯の名称

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10-9 m 10-8 m 10-7 m 10-6 m10-10 m10-11 m10-12 m10-13 m

102 K 10-4 K 10-5 K103 K105 K107 K109 K 104 K106 K108 K1010 K 101 K 100 K 10-1 K 10-2 K 10-3 K

10-2 eV 10-3 eV 10-4 eV 10-5 eV 10-6 eV 10-7 eV 10-8 eV 10-9 eV10-1 eV101 eV103 eV105 eV 100 eV102 eV104 eV106 eV

1000 ms 100 ms 10 ms 1 ms104 ms105 ms106 ms107 ms2200ms

25meV018nm

300K

極冷熱外 熱 冷 超冷高速

Velocity

Wavelength

Energy

Temperature

(例) エネルギー帯の名称 (試案)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 29

10-9 m 10-8 m 10-7 m 10-6 m10-10 m10-11 m10-12 m10-13 m

102 K 10-4 K 10-5 K103 K105 K107 K109 K 104 K106 K108 K1010 K 101 K 100 K 10-1 K 10-2 K 10-3 K

10-2 eV 10-3 eV 10-4 eV 10-5 eV 10-6 eV 10-7 eV 10-8 eV 10-9 eV10-1 eV101 eV103 eV105 eV 100 eV102 eV104 eV106 eV

1000 ms 100 ms 10 ms 1 ms104 ms105 ms106 ms107 ms2200ms

25meV018nm

300K

極冷熱外 熱 冷 超冷高速

Velocity

Wavelength

Energy

Temperature

近熱外中間熱外遠熱外 1nm帯 10nm帯 100nm帯

(例) エネルギー帯の名称 (試案)

100keV

領域10keV

領域1keV

領域100eV

領域10eV

領域1eV

領域1MeV

領域01eV

領域 10Å帯 100Å帯 1000Å帯10K帯 1K帯 100mK帯 10mK帯 1mK帯 100microK帯

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(例) 中性子強度

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(例) 中性子強度

専門家の間でさえとても重要

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一次粒子の時刻t 位相空間座標Γ0における分布数

一次粒子の個数

中性子の個数

一次粒子の位相空間

中性子の位相空間一つの一次粒子がΓ0にあった時にΓnに中性子が生成される確率

一次粒子の瞬間強度

一次粒子の平均強度

中性子の時刻t 位相空間座標Γnにおける分布数

中性子の瞬間強度

中性子の平均強度

一次粒子のビームパワー

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一次粒子の時刻t 位相空間座標Γ0における分布数

一次粒子の個数

中性子の個数

一次粒子の位相空間

中性子の位相空間一つの一次粒子がΓ0にあった時にΓnに中性子が生成される確率

一次粒子の瞬間強度

一次粒子の平均強度

中性子の時刻t 位相空間座標Γnにおける分布数

中性子の瞬間強度

中性子の平均強度

一次粒子のビームパワー

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中性子の平均強度

一次粒子のビームパワー

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一つの中性子が(Γn1t1)にあった時に(Γn2t2)に中性子を生じる確率

(Γnt)に生じる中性子数

面S上での中性子位相空間分布関数

面S上での中性子流速分布関数

規格化

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減速体の表面S上での中性子流速 (S上での平均)

パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

ε領域の中性子の流速の立体角積分

減速効率

ε領域の中性子発生率

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減速体の表面S上での中性子流速 (S上での平均)

パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

ε領域の中性子の流速の立体角積分

減速効率

ε領域の中性子発生率

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パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

減速効率

ε領域の中性子発生率

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パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

減速効率

ε領域の中性子発生率

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核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

39

page

Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

40

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

41

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

41

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 42

(例) 一般人にもわかりやすい表現

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1018

1016

中性子発生率 [n s-1]

60MW 原子炉1019

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

1018

1016

中性子発生率 [n s-1]

60MW 原子炉1019

1017

1015

1014

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20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1018

1016

60MW 原子炉1019

1017

1015

1014

1013

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20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

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+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

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1015

1014

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1]

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

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0

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

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106

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102

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1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

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1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

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108

107

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

10-2

10-3

10-4

10-5

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Ω le 10-4 sr

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Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 49

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-20

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-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

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1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

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1013

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1011

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

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1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

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1011

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 51

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-10

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

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10-8

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 52

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

特に「できる」という意味を定量化し共有

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 53

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

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105

104

103

102

10

1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

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10-5

10-6

10-7

10-8

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

特に「できる」という意味を定量化し共有

54

UCANS Union for Compact Accelerator-driven Neutron Sources

httpwwwucansorg

55

日本加速器中性子源協議会

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

56

日本加速器中性子源協議会

定量的な共通言語の確立

日本中性子科学会基礎基盤部会

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

57

日本加速器中性子源協議会 日本中性子科学会基礎基盤部会

CoNS Concepts of Neutron Sourceshttpswww2kekjpimsskenstopics201510201123html

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

58

日本加速器中性子源協議会 日本中性子科学会基礎基盤部会

CoNS Concepts of Neutron Sourceshttpswww2kekjpimsskenstopics201510201123html

NOP2017() July 2017

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 59

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sample

opticsimageroptics

neutron source

shield

neutron source

shield

incident beam

sample

scattered neutron

detector

新たに開拓された可能性

当面の応用先

従来 中性子光学

中性子利用効率 低 高

大規模中性子施設

中小規模中性子源 times

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neutronSynchrotron Radiation

X-ray

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Synchrotron RadiationFacility

Synchrotron RadiationFacility

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

Neutron Facility Neutron Facility

new methods

Reactor Spallation Source

new ideasnew fields

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共通言語の確立

ー加速器小型中性子源による基礎物理学際利用産業実用の架橋ー

原子核物理学 天文学 素粒子物理学

原子力工学 熱工学 精密加工学

加速器小型中性子源

学部大学院教育

名古屋大学 理工連携による放射線科学の推進

基礎物理

CP非保存 重力崩壊

学際利用

回折 分光 透視

物性物理化学生物工学波及学際利用薬学医学医療

産業実用製品開発生産

知識を支える若手世代の涵養

真の産学連携

真の理工連携

新発想の先端と生産現場の直接連携

本物を使った教育現場と教育現場の有機的連携

発展モデル

共同研究拠点

コンソーシアム

24

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

24

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核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

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核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

25

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核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

25

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

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26

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

26

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

Source Instrument Interpretation

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26

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

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27

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

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10-9 m 10-8 m 10-7 m 10-6 m10-10 m10-11 m10-12 m10-13 m

102 K 10-4 K 10-5 K103 K105 K107 K109 K 104 K106 K108 K1010 K 101 K 100 K 10-1 K 10-2 K 10-3 K

10-2 eV 10-3 eV 10-4 eV 10-5 eV 10-6 eV 10-7 eV 10-8 eV 10-9 eV10-1 eV101 eV103 eV105 eV 100 eV102 eV104 eV106 eV

1000 ms 100 ms 10 ms 1 ms104 ms105 ms106 ms107 ms2200ms

25meV018nm

300K

極冷熱外 熱 冷 超冷高速

Velocity

Wavelength

Energy

Temperature

(例) エネルギー帯の名称

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10-9 m 10-8 m 10-7 m 10-6 m10-10 m10-11 m10-12 m10-13 m

102 K 10-4 K 10-5 K103 K105 K107 K109 K 104 K106 K108 K1010 K 101 K 100 K 10-1 K 10-2 K 10-3 K

10-2 eV 10-3 eV 10-4 eV 10-5 eV 10-6 eV 10-7 eV 10-8 eV 10-9 eV10-1 eV101 eV103 eV105 eV 100 eV102 eV104 eV106 eV

1000 ms 100 ms 10 ms 1 ms104 ms105 ms106 ms107 ms2200ms

25meV018nm

300K

極冷熱外 熱 冷 超冷高速

Velocity

Wavelength

Energy

Temperature

(例) エネルギー帯の名称 (試案)

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10-9 m 10-8 m 10-7 m 10-6 m10-10 m10-11 m10-12 m10-13 m

102 K 10-4 K 10-5 K103 K105 K107 K109 K 104 K106 K108 K1010 K 101 K 100 K 10-1 K 10-2 K 10-3 K

10-2 eV 10-3 eV 10-4 eV 10-5 eV 10-6 eV 10-7 eV 10-8 eV 10-9 eV10-1 eV101 eV103 eV105 eV 100 eV102 eV104 eV106 eV

1000 ms 100 ms 10 ms 1 ms104 ms105 ms106 ms107 ms2200ms

25meV018nm

300K

極冷熱外 熱 冷 超冷高速

Velocity

Wavelength

Energy

Temperature

近熱外中間熱外遠熱外 1nm帯 10nm帯 100nm帯

(例) エネルギー帯の名称 (試案)

100keV

領域10keV

領域1keV

領域100eV

領域10eV

領域1eV

領域1MeV

領域01eV

領域 10Å帯 100Å帯 1000Å帯10K帯 1K帯 100mK帯 10mK帯 1mK帯 100microK帯

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(例) 中性子強度

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(例) 中性子強度

専門家の間でさえとても重要

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一次粒子の時刻t 位相空間座標Γ0における分布数

一次粒子の個数

中性子の個数

一次粒子の位相空間

中性子の位相空間一つの一次粒子がΓ0にあった時にΓnに中性子が生成される確率

一次粒子の瞬間強度

一次粒子の平均強度

中性子の時刻t 位相空間座標Γnにおける分布数

中性子の瞬間強度

中性子の平均強度

一次粒子のビームパワー

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一次粒子の時刻t 位相空間座標Γ0における分布数

一次粒子の個数

中性子の個数

一次粒子の位相空間

中性子の位相空間一つの一次粒子がΓ0にあった時にΓnに中性子が生成される確率

一次粒子の瞬間強度

一次粒子の平均強度

中性子の時刻t 位相空間座標Γnにおける分布数

中性子の瞬間強度

中性子の平均強度

一次粒子のビームパワー

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中性子の平均強度

一次粒子のビームパワー

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一つの中性子が(Γn1t1)にあった時に(Γn2t2)に中性子を生じる確率

(Γnt)に生じる中性子数

面S上での中性子位相空間分布関数

面S上での中性子流速分布関数

規格化

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減速体の表面S上での中性子流速 (S上での平均)

パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

ε領域の中性子の流速の立体角積分

減速効率

ε領域の中性子発生率

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減速体の表面S上での中性子流速 (S上での平均)

パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

ε領域の中性子の流速の立体角積分

減速効率

ε領域の中性子発生率

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パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

減速効率

ε領域の中性子発生率

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パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

減速効率

ε領域の中性子発生率

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核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

39

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核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

40

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

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核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

41

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

41

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

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(例) 一般人にもわかりやすい表現

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1018

1016

中性子発生率 [n s-1]

60MW 原子炉1019

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

1018

1016

中性子発生率 [n s-1]

60MW 原子炉1019

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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-25

-20

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0

5

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1018

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60MW 原子炉1019

1017

1015

1014

1013

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109

108

107

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104

103

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10

1

20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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-20

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0

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10

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

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1013

1012

1011

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109

108

107

106

105

104

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102

10

1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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10

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

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1013

1012

1011

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102

10

1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 47

-25

-20

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-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

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1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 47

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-10

-5

0

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1]

108

109

107

106

105

104

103

102

10

1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 48

-25

-20

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-5

0

5

10

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

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1010

109

108

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106

105

104

103

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1

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-25

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

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104

103

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10

1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 48

-25

-20

-15

-10

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0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

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106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

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10-3

10-4

10-5

10-6

10-7

10-8

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 49

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-20

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

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1011

1010

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108

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105

104

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102

10

1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

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10-3

10-4

10-5

10-6

10-7

10-8

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 50

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-20

-15

-10

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0

5

10

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

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1011

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108

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1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 51

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

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108

107

106

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103

102

10

1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

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10-8

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 52

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

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1010

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108

107

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1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

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1011

1010

109

108

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

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10-8

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

特に「できる」という意味を定量化し共有

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 53

-25

-20

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5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

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1014

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1011

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108

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106

105

104

103

102

10

1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

10-2

10-3

10-4

10-5

10-6

10-7

10-8

10-9

Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

特に「できる」という意味を定量化し共有

54

UCANS Union for Compact Accelerator-driven Neutron Sources

httpwwwucansorg

55

日本加速器中性子源協議会

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

56

日本加速器中性子源協議会

定量的な共通言語の確立

日本中性子科学会基礎基盤部会

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

57

日本加速器中性子源協議会 日本中性子科学会基礎基盤部会

CoNS Concepts of Neutron Sourceshttpswww2kekjpimsskenstopics201510201123html

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

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日本加速器中性子源協議会 日本中性子科学会基礎基盤部会

CoNS Concepts of Neutron Sourceshttpswww2kekjpimsskenstopics201510201123html

NOP2017() July 2017

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 22

neutronSynchrotron Radiation

X-ray

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Lab X-ray

Lab

Synchrotron RadiationFacility

Synchrotron RadiationFacility

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

On-siteNeutron Source

Lab

Neutron Facility Neutron Facility

new methods

Reactor Spallation Source

new ideasnew fields

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 23

共通言語の確立

ー加速器小型中性子源による基礎物理学際利用産業実用の架橋ー

原子核物理学 天文学 素粒子物理学

原子力工学 熱工学 精密加工学

加速器小型中性子源

学部大学院教育

名古屋大学 理工連携による放射線科学の推進

基礎物理

CP非保存 重力崩壊

学際利用

回折 分光 透視

物性物理化学生物工学波及学際利用薬学医学医療

産業実用製品開発生産

知識を支える若手世代の涵養

真の産学連携

真の理工連携

新発想の先端と生産現場の直接連携

本物を使った教育現場と教育現場の有機的連携

発展モデル

共同研究拠点

コンソーシアム

24

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

24

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核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

25

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

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核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

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核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

Source Instrument Interpretation

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

26

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

27

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 28

10-9 m 10-8 m 10-7 m 10-6 m10-10 m10-11 m10-12 m10-13 m

102 K 10-4 K 10-5 K103 K105 K107 K109 K 104 K106 K108 K1010 K 101 K 100 K 10-1 K 10-2 K 10-3 K

10-2 eV 10-3 eV 10-4 eV 10-5 eV 10-6 eV 10-7 eV 10-8 eV 10-9 eV10-1 eV101 eV103 eV105 eV 100 eV102 eV104 eV106 eV

1000 ms 100 ms 10 ms 1 ms104 ms105 ms106 ms107 ms2200ms

25meV018nm

300K

極冷熱外 熱 冷 超冷高速

Velocity

Wavelength

Energy

Temperature

(例) エネルギー帯の名称

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 29

10-9 m 10-8 m 10-7 m 10-6 m10-10 m10-11 m10-12 m10-13 m

102 K 10-4 K 10-5 K103 K105 K107 K109 K 104 K106 K108 K1010 K 101 K 100 K 10-1 K 10-2 K 10-3 K

10-2 eV 10-3 eV 10-4 eV 10-5 eV 10-6 eV 10-7 eV 10-8 eV 10-9 eV10-1 eV101 eV103 eV105 eV 100 eV102 eV104 eV106 eV

1000 ms 100 ms 10 ms 1 ms104 ms105 ms106 ms107 ms2200ms

25meV018nm

300K

極冷熱外 熱 冷 超冷高速

Velocity

Wavelength

Energy

Temperature

(例) エネルギー帯の名称 (試案)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 29

10-9 m 10-8 m 10-7 m 10-6 m10-10 m10-11 m10-12 m10-13 m

102 K 10-4 K 10-5 K103 K105 K107 K109 K 104 K106 K108 K1010 K 101 K 100 K 10-1 K 10-2 K 10-3 K

10-2 eV 10-3 eV 10-4 eV 10-5 eV 10-6 eV 10-7 eV 10-8 eV 10-9 eV10-1 eV101 eV103 eV105 eV 100 eV102 eV104 eV106 eV

1000 ms 100 ms 10 ms 1 ms104 ms105 ms106 ms107 ms2200ms

25meV018nm

300K

極冷熱外 熱 冷 超冷高速

Velocity

Wavelength

Energy

Temperature

近熱外中間熱外遠熱外 1nm帯 10nm帯 100nm帯

(例) エネルギー帯の名称 (試案)

100keV

領域10keV

領域1keV

領域100eV

領域10eV

領域1eV

領域1MeV

領域01eV

領域 10Å帯 100Å帯 1000Å帯10K帯 1K帯 100mK帯 10mK帯 1mK帯 100microK帯

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 30

(例) 中性子強度

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 31

(例) 中性子強度

専門家の間でさえとても重要

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一次粒子の時刻t 位相空間座標Γ0における分布数

一次粒子の個数

中性子の個数

一次粒子の位相空間

中性子の位相空間一つの一次粒子がΓ0にあった時にΓnに中性子が生成される確率

一次粒子の瞬間強度

一次粒子の平均強度

中性子の時刻t 位相空間座標Γnにおける分布数

中性子の瞬間強度

中性子の平均強度

一次粒子のビームパワー

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 33

一次粒子の時刻t 位相空間座標Γ0における分布数

一次粒子の個数

中性子の個数

一次粒子の位相空間

中性子の位相空間一つの一次粒子がΓ0にあった時にΓnに中性子が生成される確率

一次粒子の瞬間強度

一次粒子の平均強度

中性子の時刻t 位相空間座標Γnにおける分布数

中性子の瞬間強度

中性子の平均強度

一次粒子のビームパワー

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 34

中性子の平均強度

一次粒子のビームパワー

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一つの中性子が(Γn1t1)にあった時に(Γn2t2)に中性子を生じる確率

(Γnt)に生じる中性子数

面S上での中性子位相空間分布関数

面S上での中性子流速分布関数

規格化

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 36

減速体の表面S上での中性子流速 (S上での平均)

パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

ε領域の中性子の流速の立体角積分

減速効率

ε領域の中性子発生率

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 37

減速体の表面S上での中性子流速 (S上での平均)

パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

ε領域の中性子の流速の立体角積分

減速効率

ε領域の中性子発生率

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 38

パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

減速効率

ε領域の中性子発生率

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 39

パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

減速効率

ε領域の中性子発生率

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

39

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

40

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

41

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

41

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 42

(例) 一般人にもわかりやすい表現

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1018

1016

中性子発生率 [n s-1]

60MW 原子炉1019

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 44

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

1018

1016

中性子発生率 [n s-1]

60MW 原子炉1019

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1018

1016

60MW 原子炉1019

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 45

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 47

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 47

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1]

108

109

107

106

105

104

103

102

10

1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 48

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

10-2

10-3

10-4

10-5

10-6

10-7

10-8

10-9

Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

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-25

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-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

10-2

10-3

10-4

10-5

10-6

10-7

10-8

10-9

Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 50

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

10-2

10-3

10-4

10-5

10-6

10-7

10-8

10-9

Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 51

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

10-2

10-3

10-4

10-5

10-6

10-7

10-8

10-9

Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 52

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

10-2

10-3

10-4

10-5

10-6

10-7

10-8

10-9

Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

特に「できる」という意味を定量化し共有

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 53

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

10-2

10-3

10-4

10-5

10-6

10-7

10-8

10-9

Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

特に「できる」という意味を定量化し共有

54

UCANS Union for Compact Accelerator-driven Neutron Sources

httpwwwucansorg

55

日本加速器中性子源協議会

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

56

日本加速器中性子源協議会

定量的な共通言語の確立

日本中性子科学会基礎基盤部会

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

57

日本加速器中性子源協議会 日本中性子科学会基礎基盤部会

CoNS Concepts of Neutron Sourceshttpswww2kekjpimsskenstopics201510201123html

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

58

日本加速器中性子源協議会 日本中性子科学会基礎基盤部会

CoNS Concepts of Neutron Sourceshttpswww2kekjpimsskenstopics201510201123html

NOP2017() July 2017

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 59

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 23

共通言語の確立

ー加速器小型中性子源による基礎物理学際利用産業実用の架橋ー

原子核物理学 天文学 素粒子物理学

原子力工学 熱工学 精密加工学

加速器小型中性子源

学部大学院教育

名古屋大学 理工連携による放射線科学の推進

基礎物理

CP非保存 重力崩壊

学際利用

回折 分光 透視

物性物理化学生物工学波及学際利用薬学医学医療

産業実用製品開発生産

知識を支える若手世代の涵養

真の産学連携

真の理工連携

新発想の先端と生産現場の直接連携

本物を使った教育現場と教育現場の有機的連携

発展モデル

共同研究拠点

コンソーシアム

24

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

24

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

25

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

25

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

page

Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

26

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

26

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

Source Instrument Interpretation

page

Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

26

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

page

Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

27

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 28

10-9 m 10-8 m 10-7 m 10-6 m10-10 m10-11 m10-12 m10-13 m

102 K 10-4 K 10-5 K103 K105 K107 K109 K 104 K106 K108 K1010 K 101 K 100 K 10-1 K 10-2 K 10-3 K

10-2 eV 10-3 eV 10-4 eV 10-5 eV 10-6 eV 10-7 eV 10-8 eV 10-9 eV10-1 eV101 eV103 eV105 eV 100 eV102 eV104 eV106 eV

1000 ms 100 ms 10 ms 1 ms104 ms105 ms106 ms107 ms2200ms

25meV018nm

300K

極冷熱外 熱 冷 超冷高速

Velocity

Wavelength

Energy

Temperature

(例) エネルギー帯の名称

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 29

10-9 m 10-8 m 10-7 m 10-6 m10-10 m10-11 m10-12 m10-13 m

102 K 10-4 K 10-5 K103 K105 K107 K109 K 104 K106 K108 K1010 K 101 K 100 K 10-1 K 10-2 K 10-3 K

10-2 eV 10-3 eV 10-4 eV 10-5 eV 10-6 eV 10-7 eV 10-8 eV 10-9 eV10-1 eV101 eV103 eV105 eV 100 eV102 eV104 eV106 eV

1000 ms 100 ms 10 ms 1 ms104 ms105 ms106 ms107 ms2200ms

25meV018nm

300K

極冷熱外 熱 冷 超冷高速

Velocity

Wavelength

Energy

Temperature

(例) エネルギー帯の名称 (試案)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 29

10-9 m 10-8 m 10-7 m 10-6 m10-10 m10-11 m10-12 m10-13 m

102 K 10-4 K 10-5 K103 K105 K107 K109 K 104 K106 K108 K1010 K 101 K 100 K 10-1 K 10-2 K 10-3 K

10-2 eV 10-3 eV 10-4 eV 10-5 eV 10-6 eV 10-7 eV 10-8 eV 10-9 eV10-1 eV101 eV103 eV105 eV 100 eV102 eV104 eV106 eV

1000 ms 100 ms 10 ms 1 ms104 ms105 ms106 ms107 ms2200ms

25meV018nm

300K

極冷熱外 熱 冷 超冷高速

Velocity

Wavelength

Energy

Temperature

近熱外中間熱外遠熱外 1nm帯 10nm帯 100nm帯

(例) エネルギー帯の名称 (試案)

100keV

領域10keV

領域1keV

領域100eV

領域10eV

領域1eV

領域1MeV

領域01eV

領域 10Å帯 100Å帯 1000Å帯10K帯 1K帯 100mK帯 10mK帯 1mK帯 100microK帯

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 30

(例) 中性子強度

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(例) 中性子強度

専門家の間でさえとても重要

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一次粒子の時刻t 位相空間座標Γ0における分布数

一次粒子の個数

中性子の個数

一次粒子の位相空間

中性子の位相空間一つの一次粒子がΓ0にあった時にΓnに中性子が生成される確率

一次粒子の瞬間強度

一次粒子の平均強度

中性子の時刻t 位相空間座標Γnにおける分布数

中性子の瞬間強度

中性子の平均強度

一次粒子のビームパワー

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一次粒子の時刻t 位相空間座標Γ0における分布数

一次粒子の個数

中性子の個数

一次粒子の位相空間

中性子の位相空間一つの一次粒子がΓ0にあった時にΓnに中性子が生成される確率

一次粒子の瞬間強度

一次粒子の平均強度

中性子の時刻t 位相空間座標Γnにおける分布数

中性子の瞬間強度

中性子の平均強度

一次粒子のビームパワー

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中性子の平均強度

一次粒子のビームパワー

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一つの中性子が(Γn1t1)にあった時に(Γn2t2)に中性子を生じる確率

(Γnt)に生じる中性子数

面S上での中性子位相空間分布関数

面S上での中性子流速分布関数

規格化

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減速体の表面S上での中性子流速 (S上での平均)

パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

ε領域の中性子の流速の立体角積分

減速効率

ε領域の中性子発生率

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減速体の表面S上での中性子流速 (S上での平均)

パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

ε領域の中性子の流速の立体角積分

減速効率

ε領域の中性子発生率

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パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

減速効率

ε領域の中性子発生率

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パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

減速効率

ε領域の中性子発生率

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

39

page

Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

40

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

41

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

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核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

41

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 42

(例) 一般人にもわかりやすい表現

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1018

1016

中性子発生率 [n s-1]

60MW 原子炉1019

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 44

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

1018

1016

中性子発生率 [n s-1]

60MW 原子炉1019

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1018

1016

60MW 原子炉1019

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 45

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

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106

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 46

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

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15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

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106

105

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 47

-25

-20

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5

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15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 47

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1]

108

109

107

106

105

104

103

102

10

1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 48

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 48

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 48

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

10-2

10-3

10-4

10-5

10-6

10-7

10-8

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 49

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

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1010

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1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

10-2

10-3

10-4

10-5

10-6

10-7

10-8

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 50

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

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1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

10-2

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10-4

10-5

10-6

10-7

10-8

10-9

Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 51

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

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105

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1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

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1013

1012

1011

1010

109

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107

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

10-2

10-3

10-4

10-5

10-6

10-7

10-8

10-9

Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 52

-25

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-5

0

5

10

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

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1014

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108

107

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105

104

103

102

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1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

10-2

10-3

10-4

10-5

10-6

10-7

10-8

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

特に「できる」という意味を定量化し共有

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 53

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

10-2

10-3

10-4

10-5

10-6

10-7

10-8

10-9

Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

特に「できる」という意味を定量化し共有

54

UCANS Union for Compact Accelerator-driven Neutron Sources

httpwwwucansorg

55

日本加速器中性子源協議会

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

56

日本加速器中性子源協議会

定量的な共通言語の確立

日本中性子科学会基礎基盤部会

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

57

日本加速器中性子源協議会 日本中性子科学会基礎基盤部会

CoNS Concepts of Neutron Sourceshttpswww2kekjpimsskenstopics201510201123html

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

58

日本加速器中性子源協議会 日本中性子科学会基礎基盤部会

CoNS Concepts of Neutron Sourceshttpswww2kekjpimsskenstopics201510201123html

NOP2017() July 2017

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 59

Page 31: 名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と 新中性子源検討...2016/12/27  · page Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV)

ー加速器小型中性子源による基礎物理学際利用産業実用の架橋ー

原子核物理学 天文学 素粒子物理学

原子力工学 熱工学 精密加工学

加速器小型中性子源

学部大学院教育

名古屋大学 理工連携による放射線科学の推進

基礎物理

CP非保存 重力崩壊

学際利用

回折 分光 透視

物性物理化学生物工学波及学際利用薬学医学医療

産業実用製品開発生産

知識を支える若手世代の涵養

真の産学連携

真の理工連携

新発想の先端と生産現場の直接連携

本物を使った教育現場と教育現場の有機的連携

発展モデル

共同研究拠点

コンソーシアム

24

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

24

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核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

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核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

25

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

25

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

26

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

26

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

Source Instrument Interpretation

page

Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

26

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

page

Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

27

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 28

10-9 m 10-8 m 10-7 m 10-6 m10-10 m10-11 m10-12 m10-13 m

102 K 10-4 K 10-5 K103 K105 K107 K109 K 104 K106 K108 K1010 K 101 K 100 K 10-1 K 10-2 K 10-3 K

10-2 eV 10-3 eV 10-4 eV 10-5 eV 10-6 eV 10-7 eV 10-8 eV 10-9 eV10-1 eV101 eV103 eV105 eV 100 eV102 eV104 eV106 eV

1000 ms 100 ms 10 ms 1 ms104 ms105 ms106 ms107 ms2200ms

25meV018nm

300K

極冷熱外 熱 冷 超冷高速

Velocity

Wavelength

Energy

Temperature

(例) エネルギー帯の名称

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 29

10-9 m 10-8 m 10-7 m 10-6 m10-10 m10-11 m10-12 m10-13 m

102 K 10-4 K 10-5 K103 K105 K107 K109 K 104 K106 K108 K1010 K 101 K 100 K 10-1 K 10-2 K 10-3 K

10-2 eV 10-3 eV 10-4 eV 10-5 eV 10-6 eV 10-7 eV 10-8 eV 10-9 eV10-1 eV101 eV103 eV105 eV 100 eV102 eV104 eV106 eV

1000 ms 100 ms 10 ms 1 ms104 ms105 ms106 ms107 ms2200ms

25meV018nm

300K

極冷熱外 熱 冷 超冷高速

Velocity

Wavelength

Energy

Temperature

(例) エネルギー帯の名称 (試案)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 29

10-9 m 10-8 m 10-7 m 10-6 m10-10 m10-11 m10-12 m10-13 m

102 K 10-4 K 10-5 K103 K105 K107 K109 K 104 K106 K108 K1010 K 101 K 100 K 10-1 K 10-2 K 10-3 K

10-2 eV 10-3 eV 10-4 eV 10-5 eV 10-6 eV 10-7 eV 10-8 eV 10-9 eV10-1 eV101 eV103 eV105 eV 100 eV102 eV104 eV106 eV

1000 ms 100 ms 10 ms 1 ms104 ms105 ms106 ms107 ms2200ms

25meV018nm

300K

極冷熱外 熱 冷 超冷高速

Velocity

Wavelength

Energy

Temperature

近熱外中間熱外遠熱外 1nm帯 10nm帯 100nm帯

(例) エネルギー帯の名称 (試案)

100keV

領域10keV

領域1keV

領域100eV

領域10eV

領域1eV

領域1MeV

領域01eV

領域 10Å帯 100Å帯 1000Å帯10K帯 1K帯 100mK帯 10mK帯 1mK帯 100microK帯

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(例) 中性子強度

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(例) 中性子強度

専門家の間でさえとても重要

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一次粒子の時刻t 位相空間座標Γ0における分布数

一次粒子の個数

中性子の個数

一次粒子の位相空間

中性子の位相空間一つの一次粒子がΓ0にあった時にΓnに中性子が生成される確率

一次粒子の瞬間強度

一次粒子の平均強度

中性子の時刻t 位相空間座標Γnにおける分布数

中性子の瞬間強度

中性子の平均強度

一次粒子のビームパワー

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一次粒子の時刻t 位相空間座標Γ0における分布数

一次粒子の個数

中性子の個数

一次粒子の位相空間

中性子の位相空間一つの一次粒子がΓ0にあった時にΓnに中性子が生成される確率

一次粒子の瞬間強度

一次粒子の平均強度

中性子の時刻t 位相空間座標Γnにおける分布数

中性子の瞬間強度

中性子の平均強度

一次粒子のビームパワー

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中性子の平均強度

一次粒子のビームパワー

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一つの中性子が(Γn1t1)にあった時に(Γn2t2)に中性子を生じる確率

(Γnt)に生じる中性子数

面S上での中性子位相空間分布関数

面S上での中性子流速分布関数

規格化

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減速体の表面S上での中性子流速 (S上での平均)

パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

ε領域の中性子の流速の立体角積分

減速効率

ε領域の中性子発生率

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減速体の表面S上での中性子流速 (S上での平均)

パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

ε領域の中性子の流速の立体角積分

減速効率

ε領域の中性子発生率

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パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

減速効率

ε領域の中性子発生率

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パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

減速効率

ε領域の中性子発生率

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核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

39

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核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

40

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

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核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

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(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

41

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

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(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

41

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 42

(例) 一般人にもわかりやすい表現

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1018

1016

中性子発生率 [n s-1]

60MW 原子炉1019

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

1018

1016

中性子発生率 [n s-1]

60MW 原子炉1019

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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-25

-20

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0

5

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1018

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60MW 原子炉1019

1017

1015

1014

1013

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109

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104

103

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20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

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1015

1014

1013

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1011

1010

109

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105

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

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1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

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106

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104

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102

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 47

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1]

108

109

107

106

105

104

103

102

10

1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 48

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-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

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-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

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106

105

104

103

102

10

1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 48

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

10-2

10-3

10-4

10-5

10-6

10-7

10-8

10-9

Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 49

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-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

10-2

10-3

10-4

10-5

10-6

10-7

10-8

10-9

Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 50

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

10-2

10-3

10-4

10-5

10-6

10-7

10-8

10-9

Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 51

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

10-2

10-3

10-4

10-5

10-6

10-7

10-8

10-9

Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 52

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

10-2

10-3

10-4

10-5

10-6

10-7

10-8

10-9

Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

特に「できる」という意味を定量化し共有

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 53

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

10-2

10-3

10-4

10-5

10-6

10-7

10-8

10-9

Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

特に「できる」という意味を定量化し共有

54

UCANS Union for Compact Accelerator-driven Neutron Sources

httpwwwucansorg

55

日本加速器中性子源協議会

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

56

日本加速器中性子源協議会

定量的な共通言語の確立

日本中性子科学会基礎基盤部会

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

57

日本加速器中性子源協議会 日本中性子科学会基礎基盤部会

CoNS Concepts of Neutron Sourceshttpswww2kekjpimsskenstopics201510201123html

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

58

日本加速器中性子源協議会 日本中性子科学会基礎基盤部会

CoNS Concepts of Neutron Sourceshttpswww2kekjpimsskenstopics201510201123html

NOP2017() July 2017

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核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

25

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

25

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

26

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

26

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

Source Instrument Interpretation

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

26

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

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核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 28

10-9 m 10-8 m 10-7 m 10-6 m10-10 m10-11 m10-12 m10-13 m

102 K 10-4 K 10-5 K103 K105 K107 K109 K 104 K106 K108 K1010 K 101 K 100 K 10-1 K 10-2 K 10-3 K

10-2 eV 10-3 eV 10-4 eV 10-5 eV 10-6 eV 10-7 eV 10-8 eV 10-9 eV10-1 eV101 eV103 eV105 eV 100 eV102 eV104 eV106 eV

1000 ms 100 ms 10 ms 1 ms104 ms105 ms106 ms107 ms2200ms

25meV018nm

300K

極冷熱外 熱 冷 超冷高速

Velocity

Wavelength

Energy

Temperature

(例) エネルギー帯の名称

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 29

10-9 m 10-8 m 10-7 m 10-6 m10-10 m10-11 m10-12 m10-13 m

102 K 10-4 K 10-5 K103 K105 K107 K109 K 104 K106 K108 K1010 K 101 K 100 K 10-1 K 10-2 K 10-3 K

10-2 eV 10-3 eV 10-4 eV 10-5 eV 10-6 eV 10-7 eV 10-8 eV 10-9 eV10-1 eV101 eV103 eV105 eV 100 eV102 eV104 eV106 eV

1000 ms 100 ms 10 ms 1 ms104 ms105 ms106 ms107 ms2200ms

25meV018nm

300K

極冷熱外 熱 冷 超冷高速

Velocity

Wavelength

Energy

Temperature

(例) エネルギー帯の名称 (試案)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 29

10-9 m 10-8 m 10-7 m 10-6 m10-10 m10-11 m10-12 m10-13 m

102 K 10-4 K 10-5 K103 K105 K107 K109 K 104 K106 K108 K1010 K 101 K 100 K 10-1 K 10-2 K 10-3 K

10-2 eV 10-3 eV 10-4 eV 10-5 eV 10-6 eV 10-7 eV 10-8 eV 10-9 eV10-1 eV101 eV103 eV105 eV 100 eV102 eV104 eV106 eV

1000 ms 100 ms 10 ms 1 ms104 ms105 ms106 ms107 ms2200ms

25meV018nm

300K

極冷熱外 熱 冷 超冷高速

Velocity

Wavelength

Energy

Temperature

近熱外中間熱外遠熱外 1nm帯 10nm帯 100nm帯

(例) エネルギー帯の名称 (試案)

100keV

領域10keV

領域1keV

領域100eV

領域10eV

領域1eV

領域1MeV

領域01eV

領域 10Å帯 100Å帯 1000Å帯10K帯 1K帯 100mK帯 10mK帯 1mK帯 100microK帯

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 30

(例) 中性子強度

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(例) 中性子強度

専門家の間でさえとても重要

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 32

一次粒子の時刻t 位相空間座標Γ0における分布数

一次粒子の個数

中性子の個数

一次粒子の位相空間

中性子の位相空間一つの一次粒子がΓ0にあった時にΓnに中性子が生成される確率

一次粒子の瞬間強度

一次粒子の平均強度

中性子の時刻t 位相空間座標Γnにおける分布数

中性子の瞬間強度

中性子の平均強度

一次粒子のビームパワー

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一次粒子の時刻t 位相空間座標Γ0における分布数

一次粒子の個数

中性子の個数

一次粒子の位相空間

中性子の位相空間一つの一次粒子がΓ0にあった時にΓnに中性子が生成される確率

一次粒子の瞬間強度

一次粒子の平均強度

中性子の時刻t 位相空間座標Γnにおける分布数

中性子の瞬間強度

中性子の平均強度

一次粒子のビームパワー

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中性子の平均強度

一次粒子のビームパワー

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一つの中性子が(Γn1t1)にあった時に(Γn2t2)に中性子を生じる確率

(Γnt)に生じる中性子数

面S上での中性子位相空間分布関数

面S上での中性子流速分布関数

規格化

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 36

減速体の表面S上での中性子流速 (S上での平均)

パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

ε領域の中性子の流速の立体角積分

減速効率

ε領域の中性子発生率

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 37

減速体の表面S上での中性子流速 (S上での平均)

パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

ε領域の中性子の流速の立体角積分

減速効率

ε領域の中性子発生率

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 38

パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

減速効率

ε領域の中性子発生率

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 39

パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

減速効率

ε領域の中性子発生率

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

39

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

40

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

41

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

41

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 42

(例) 一般人にもわかりやすい表現

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1018

1016

中性子発生率 [n s-1]

60MW 原子炉1019

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 44

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

1018

1016

中性子発生率 [n s-1]

60MW 原子炉1019

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 45

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1018

1016

60MW 原子炉1019

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 45

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 47

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 47

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1]

108

109

107

106

105

104

103

102

10

1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 48

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 48

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 48

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

10-2

10-3

10-4

10-5

10-6

10-7

10-8

10-9

Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 49

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

10-2

10-3

10-4

10-5

10-6

10-7

10-8

10-9

Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 50

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

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108

107

106

105

104

103

102

10

1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

10-2

10-3

10-4

10-5

10-6

10-7

10-8

10-9

Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 51

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

10-2

10-3

10-4

10-5

10-6

10-7

10-8

10-9

Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

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-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

10-2

10-3

10-4

10-5

10-6

10-7

10-8

10-9

Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

特に「できる」という意味を定量化し共有

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-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

10-2

10-3

10-4

10-5

10-6

10-7

10-8

10-9

Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

特に「できる」という意味を定量化し共有

54

UCANS Union for Compact Accelerator-driven Neutron Sources

httpwwwucansorg

55

日本加速器中性子源協議会

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

56

日本加速器中性子源協議会

定量的な共通言語の確立

日本中性子科学会基礎基盤部会

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

57

日本加速器中性子源協議会 日本中性子科学会基礎基盤部会

CoNS Concepts of Neutron Sourceshttpswww2kekjpimsskenstopics201510201123html

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

58

日本加速器中性子源協議会 日本中性子科学会基礎基盤部会

CoNS Concepts of Neutron Sourceshttpswww2kekjpimsskenstopics201510201123html

NOP2017() July 2017

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 59

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

25

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

25

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

page

Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

26

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

26

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

Source Instrument Interpretation

page

Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

26

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

page

Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

27

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 28

10-9 m 10-8 m 10-7 m 10-6 m10-10 m10-11 m10-12 m10-13 m

102 K 10-4 K 10-5 K103 K105 K107 K109 K 104 K106 K108 K1010 K 101 K 100 K 10-1 K 10-2 K 10-3 K

10-2 eV 10-3 eV 10-4 eV 10-5 eV 10-6 eV 10-7 eV 10-8 eV 10-9 eV10-1 eV101 eV103 eV105 eV 100 eV102 eV104 eV106 eV

1000 ms 100 ms 10 ms 1 ms104 ms105 ms106 ms107 ms2200ms

25meV018nm

300K

極冷熱外 熱 冷 超冷高速

Velocity

Wavelength

Energy

Temperature

(例) エネルギー帯の名称

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 29

10-9 m 10-8 m 10-7 m 10-6 m10-10 m10-11 m10-12 m10-13 m

102 K 10-4 K 10-5 K103 K105 K107 K109 K 104 K106 K108 K1010 K 101 K 100 K 10-1 K 10-2 K 10-3 K

10-2 eV 10-3 eV 10-4 eV 10-5 eV 10-6 eV 10-7 eV 10-8 eV 10-9 eV10-1 eV101 eV103 eV105 eV 100 eV102 eV104 eV106 eV

1000 ms 100 ms 10 ms 1 ms104 ms105 ms106 ms107 ms2200ms

25meV018nm

300K

極冷熱外 熱 冷 超冷高速

Velocity

Wavelength

Energy

Temperature

(例) エネルギー帯の名称 (試案)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 29

10-9 m 10-8 m 10-7 m 10-6 m10-10 m10-11 m10-12 m10-13 m

102 K 10-4 K 10-5 K103 K105 K107 K109 K 104 K106 K108 K1010 K 101 K 100 K 10-1 K 10-2 K 10-3 K

10-2 eV 10-3 eV 10-4 eV 10-5 eV 10-6 eV 10-7 eV 10-8 eV 10-9 eV10-1 eV101 eV103 eV105 eV 100 eV102 eV104 eV106 eV

1000 ms 100 ms 10 ms 1 ms104 ms105 ms106 ms107 ms2200ms

25meV018nm

300K

極冷熱外 熱 冷 超冷高速

Velocity

Wavelength

Energy

Temperature

近熱外中間熱外遠熱外 1nm帯 10nm帯 100nm帯

(例) エネルギー帯の名称 (試案)

100keV

領域10keV

領域1keV

領域100eV

領域10eV

領域1eV

領域1MeV

領域01eV

領域 10Å帯 100Å帯 1000Å帯10K帯 1K帯 100mK帯 10mK帯 1mK帯 100microK帯

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(例) 中性子強度

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(例) 中性子強度

専門家の間でさえとても重要

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一次粒子の時刻t 位相空間座標Γ0における分布数

一次粒子の個数

中性子の個数

一次粒子の位相空間

中性子の位相空間一つの一次粒子がΓ0にあった時にΓnに中性子が生成される確率

一次粒子の瞬間強度

一次粒子の平均強度

中性子の時刻t 位相空間座標Γnにおける分布数

中性子の瞬間強度

中性子の平均強度

一次粒子のビームパワー

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一次粒子の時刻t 位相空間座標Γ0における分布数

一次粒子の個数

中性子の個数

一次粒子の位相空間

中性子の位相空間一つの一次粒子がΓ0にあった時にΓnに中性子が生成される確率

一次粒子の瞬間強度

一次粒子の平均強度

中性子の時刻t 位相空間座標Γnにおける分布数

中性子の瞬間強度

中性子の平均強度

一次粒子のビームパワー

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 34

中性子の平均強度

一次粒子のビームパワー

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一つの中性子が(Γn1t1)にあった時に(Γn2t2)に中性子を生じる確率

(Γnt)に生じる中性子数

面S上での中性子位相空間分布関数

面S上での中性子流速分布関数

規格化

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減速体の表面S上での中性子流速 (S上での平均)

パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

ε領域の中性子の流速の立体角積分

減速効率

ε領域の中性子発生率

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減速体の表面S上での中性子流速 (S上での平均)

パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

ε領域の中性子の流速の立体角積分

減速効率

ε領域の中性子発生率

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パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

減速効率

ε領域の中性子発生率

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パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

減速効率

ε領域の中性子発生率

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核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

39

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核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

40

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

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核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

41

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

41

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

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(例) 一般人にもわかりやすい表現

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1018

1016

中性子発生率 [n s-1]

60MW 原子炉1019

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 44

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0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

1018

1016

中性子発生率 [n s-1]

60MW 原子炉1019

1017

1015

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20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 45

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1018

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60MW 原子炉1019

1017

1015

1014

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20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 45

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 47

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1]

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

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1013

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1011

1010

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

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103

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

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1

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ΔE rarr infin

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 49

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

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1015

1013

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

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1

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 50

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

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1

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

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109

108

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

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1

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

特に「できる」という意味を定量化し共有

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

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1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

10-2

10-3

10-4

10-5

10-6

10-7

10-8

10-9

Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

特に「できる」という意味を定量化し共有

54

UCANS Union for Compact Accelerator-driven Neutron Sources

httpwwwucansorg

55

日本加速器中性子源協議会

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

56

日本加速器中性子源協議会

定量的な共通言語の確立

日本中性子科学会基礎基盤部会

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

57

日本加速器中性子源協議会 日本中性子科学会基礎基盤部会

CoNS Concepts of Neutron Sourceshttpswww2kekjpimsskenstopics201510201123html

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

58

日本加速器中性子源協議会 日本中性子科学会基礎基盤部会

CoNS Concepts of Neutron Sourceshttpswww2kekjpimsskenstopics201510201123html

NOP2017() July 2017

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

25

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

26

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

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26

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

Source Instrument Interpretation

page

Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

26

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

page

Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

27

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

page

Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 28

10-9 m 10-8 m 10-7 m 10-6 m10-10 m10-11 m10-12 m10-13 m

102 K 10-4 K 10-5 K103 K105 K107 K109 K 104 K106 K108 K1010 K 101 K 100 K 10-1 K 10-2 K 10-3 K

10-2 eV 10-3 eV 10-4 eV 10-5 eV 10-6 eV 10-7 eV 10-8 eV 10-9 eV10-1 eV101 eV103 eV105 eV 100 eV102 eV104 eV106 eV

1000 ms 100 ms 10 ms 1 ms104 ms105 ms106 ms107 ms2200ms

25meV018nm

300K

極冷熱外 熱 冷 超冷高速

Velocity

Wavelength

Energy

Temperature

(例) エネルギー帯の名称

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 29

10-9 m 10-8 m 10-7 m 10-6 m10-10 m10-11 m10-12 m10-13 m

102 K 10-4 K 10-5 K103 K105 K107 K109 K 104 K106 K108 K1010 K 101 K 100 K 10-1 K 10-2 K 10-3 K

10-2 eV 10-3 eV 10-4 eV 10-5 eV 10-6 eV 10-7 eV 10-8 eV 10-9 eV10-1 eV101 eV103 eV105 eV 100 eV102 eV104 eV106 eV

1000 ms 100 ms 10 ms 1 ms104 ms105 ms106 ms107 ms2200ms

25meV018nm

300K

極冷熱外 熱 冷 超冷高速

Velocity

Wavelength

Energy

Temperature

(例) エネルギー帯の名称 (試案)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 29

10-9 m 10-8 m 10-7 m 10-6 m10-10 m10-11 m10-12 m10-13 m

102 K 10-4 K 10-5 K103 K105 K107 K109 K 104 K106 K108 K1010 K 101 K 100 K 10-1 K 10-2 K 10-3 K

10-2 eV 10-3 eV 10-4 eV 10-5 eV 10-6 eV 10-7 eV 10-8 eV 10-9 eV10-1 eV101 eV103 eV105 eV 100 eV102 eV104 eV106 eV

1000 ms 100 ms 10 ms 1 ms104 ms105 ms106 ms107 ms2200ms

25meV018nm

300K

極冷熱外 熱 冷 超冷高速

Velocity

Wavelength

Energy

Temperature

近熱外中間熱外遠熱外 1nm帯 10nm帯 100nm帯

(例) エネルギー帯の名称 (試案)

100keV

領域10keV

領域1keV

領域100eV

領域10eV

領域1eV

領域1MeV

領域01eV

領域 10Å帯 100Å帯 1000Å帯10K帯 1K帯 100mK帯 10mK帯 1mK帯 100microK帯

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 30

(例) 中性子強度

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 31

(例) 中性子強度

専門家の間でさえとても重要

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 32

一次粒子の時刻t 位相空間座標Γ0における分布数

一次粒子の個数

中性子の個数

一次粒子の位相空間

中性子の位相空間一つの一次粒子がΓ0にあった時にΓnに中性子が生成される確率

一次粒子の瞬間強度

一次粒子の平均強度

中性子の時刻t 位相空間座標Γnにおける分布数

中性子の瞬間強度

中性子の平均強度

一次粒子のビームパワー

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 33

一次粒子の時刻t 位相空間座標Γ0における分布数

一次粒子の個数

中性子の個数

一次粒子の位相空間

中性子の位相空間一つの一次粒子がΓ0にあった時にΓnに中性子が生成される確率

一次粒子の瞬間強度

一次粒子の平均強度

中性子の時刻t 位相空間座標Γnにおける分布数

中性子の瞬間強度

中性子の平均強度

一次粒子のビームパワー

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 34

中性子の平均強度

一次粒子のビームパワー

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 35

一つの中性子が(Γn1t1)にあった時に(Γn2t2)に中性子を生じる確率

(Γnt)に生じる中性子数

面S上での中性子位相空間分布関数

面S上での中性子流速分布関数

規格化

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 36

減速体の表面S上での中性子流速 (S上での平均)

パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

ε領域の中性子の流速の立体角積分

減速効率

ε領域の中性子発生率

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 37

減速体の表面S上での中性子流速 (S上での平均)

パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

ε領域の中性子の流速の立体角積分

減速効率

ε領域の中性子発生率

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 38

パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

減速効率

ε領域の中性子発生率

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 39

パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

減速効率

ε領域の中性子発生率

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

39

page

Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

40

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

page

Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

41

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

page

Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

41

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

page

Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 42

(例) 一般人にもわかりやすい表現

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 43

1018

1016

中性子発生率 [n s-1]

60MW 原子炉1019

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 44

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

1018

1016

中性子発生率 [n s-1]

60MW 原子炉1019

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 45

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1018

1016

60MW 原子炉1019

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 45

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 46

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 47

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 47

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1]

108

109

107

106

105

104

103

102

10

1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 48

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 48

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 48

-25

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0

5

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

10-2

10-3

10-4

10-5

10-6

10-7

10-8

10-9

Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 49

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

10-2

10-3

10-4

10-5

10-6

10-7

10-8

10-9

Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 50

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

10-2

10-3

10-4

10-5

10-6

10-7

10-8

10-9

Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 51

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

10-2

10-3

10-4

10-5

10-6

10-7

10-8

10-9

Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 52

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

10-2

10-3

10-4

10-5

10-6

10-7

10-8

10-9

Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

特に「できる」という意味を定量化し共有

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-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

10-2

10-3

10-4

10-5

10-6

10-7

10-8

10-9

Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

特に「できる」という意味を定量化し共有

54

UCANS Union for Compact Accelerator-driven Neutron Sources

httpwwwucansorg

55

日本加速器中性子源協議会

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

56

日本加速器中性子源協議会

定量的な共通言語の確立

日本中性子科学会基礎基盤部会

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

57

日本加速器中性子源協議会 日本中性子科学会基礎基盤部会

CoNS Concepts of Neutron Sourceshttpswww2kekjpimsskenstopics201510201123html

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

58

日本加速器中性子源協議会 日本中性子科学会基礎基盤部会

CoNS Concepts of Neutron Sourceshttpswww2kekjpimsskenstopics201510201123html

NOP2017() July 2017

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26

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

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26

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

Source Instrument Interpretation

page

Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

26

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

27

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 28

10-9 m 10-8 m 10-7 m 10-6 m10-10 m10-11 m10-12 m10-13 m

102 K 10-4 K 10-5 K103 K105 K107 K109 K 104 K106 K108 K1010 K 101 K 100 K 10-1 K 10-2 K 10-3 K

10-2 eV 10-3 eV 10-4 eV 10-5 eV 10-6 eV 10-7 eV 10-8 eV 10-9 eV10-1 eV101 eV103 eV105 eV 100 eV102 eV104 eV106 eV

1000 ms 100 ms 10 ms 1 ms104 ms105 ms106 ms107 ms2200ms

25meV018nm

300K

極冷熱外 熱 冷 超冷高速

Velocity

Wavelength

Energy

Temperature

(例) エネルギー帯の名称

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 29

10-9 m 10-8 m 10-7 m 10-6 m10-10 m10-11 m10-12 m10-13 m

102 K 10-4 K 10-5 K103 K105 K107 K109 K 104 K106 K108 K1010 K 101 K 100 K 10-1 K 10-2 K 10-3 K

10-2 eV 10-3 eV 10-4 eV 10-5 eV 10-6 eV 10-7 eV 10-8 eV 10-9 eV10-1 eV101 eV103 eV105 eV 100 eV102 eV104 eV106 eV

1000 ms 100 ms 10 ms 1 ms104 ms105 ms106 ms107 ms2200ms

25meV018nm

300K

極冷熱外 熱 冷 超冷高速

Velocity

Wavelength

Energy

Temperature

(例) エネルギー帯の名称 (試案)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 29

10-9 m 10-8 m 10-7 m 10-6 m10-10 m10-11 m10-12 m10-13 m

102 K 10-4 K 10-5 K103 K105 K107 K109 K 104 K106 K108 K1010 K 101 K 100 K 10-1 K 10-2 K 10-3 K

10-2 eV 10-3 eV 10-4 eV 10-5 eV 10-6 eV 10-7 eV 10-8 eV 10-9 eV10-1 eV101 eV103 eV105 eV 100 eV102 eV104 eV106 eV

1000 ms 100 ms 10 ms 1 ms104 ms105 ms106 ms107 ms2200ms

25meV018nm

300K

極冷熱外 熱 冷 超冷高速

Velocity

Wavelength

Energy

Temperature

近熱外中間熱外遠熱外 1nm帯 10nm帯 100nm帯

(例) エネルギー帯の名称 (試案)

100keV

領域10keV

領域1keV

領域100eV

領域10eV

領域1eV

領域1MeV

領域01eV

領域 10Å帯 100Å帯 1000Å帯10K帯 1K帯 100mK帯 10mK帯 1mK帯 100microK帯

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(例) 中性子強度

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(例) 中性子強度

専門家の間でさえとても重要

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一次粒子の時刻t 位相空間座標Γ0における分布数

一次粒子の個数

中性子の個数

一次粒子の位相空間

中性子の位相空間一つの一次粒子がΓ0にあった時にΓnに中性子が生成される確率

一次粒子の瞬間強度

一次粒子の平均強度

中性子の時刻t 位相空間座標Γnにおける分布数

中性子の瞬間強度

中性子の平均強度

一次粒子のビームパワー

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一次粒子の時刻t 位相空間座標Γ0における分布数

一次粒子の個数

中性子の個数

一次粒子の位相空間

中性子の位相空間一つの一次粒子がΓ0にあった時にΓnに中性子が生成される確率

一次粒子の瞬間強度

一次粒子の平均強度

中性子の時刻t 位相空間座標Γnにおける分布数

中性子の瞬間強度

中性子の平均強度

一次粒子のビームパワー

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中性子の平均強度

一次粒子のビームパワー

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一つの中性子が(Γn1t1)にあった時に(Γn2t2)に中性子を生じる確率

(Γnt)に生じる中性子数

面S上での中性子位相空間分布関数

面S上での中性子流速分布関数

規格化

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減速体の表面S上での中性子流速 (S上での平均)

パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

ε領域の中性子の流速の立体角積分

減速効率

ε領域の中性子発生率

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減速体の表面S上での中性子流速 (S上での平均)

パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

ε領域の中性子の流速の立体角積分

減速効率

ε領域の中性子発生率

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パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

減速効率

ε領域の中性子発生率

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パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

減速効率

ε領域の中性子発生率

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核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

39

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

40

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

page

Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

41

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

41

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 42

(例) 一般人にもわかりやすい表現

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 43

1018

1016

中性子発生率 [n s-1]

60MW 原子炉1019

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 44

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

1018

1016

中性子発生率 [n s-1]

60MW 原子炉1019

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

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20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 45

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1018

1016

60MW 原子炉1019

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 45

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

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1013

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1011

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 46

-25

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

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1014

1013

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 47

-25

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 47

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-20

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-10

-5

0

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15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

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104

103

102

10

1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1]

108

109

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105

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 48

-25

-20

-15

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-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

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10

1

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 48

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 48

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

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1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

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108

107

106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

10-2

10-3

10-4

10-5

10-6

10-7

10-8

10-9

Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 49

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

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1010

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108

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10

1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

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108

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

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10-4

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10-7

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 50

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

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1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

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1013

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1011

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108

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 51

-25

-20

-15

-10

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0

5

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

10-2

10-3

10-4

10-5

10-6

10-7

10-8

10-9

Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 52

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

特に「できる」という意味を定量化し共有

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 53

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

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105

104

103

102

10

1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

10-2

10-3

10-4

10-5

10-6

10-7

10-8

10-9

Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

特に「できる」という意味を定量化し共有

54

UCANS Union for Compact Accelerator-driven Neutron Sources

httpwwwucansorg

55

日本加速器中性子源協議会

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

56

日本加速器中性子源協議会

定量的な共通言語の確立

日本中性子科学会基礎基盤部会

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

57

日本加速器中性子源協議会 日本中性子科学会基礎基盤部会

CoNS Concepts of Neutron Sourceshttpswww2kekjpimsskenstopics201510201123html

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

58

日本加速器中性子源協議会 日本中性子科学会基礎基盤部会

CoNS Concepts of Neutron Sourceshttpswww2kekjpimsskenstopics201510201123html

NOP2017() July 2017

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 59

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26

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

Source Instrument Interpretation

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26

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

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27

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 28

10-9 m 10-8 m 10-7 m 10-6 m10-10 m10-11 m10-12 m10-13 m

102 K 10-4 K 10-5 K103 K105 K107 K109 K 104 K106 K108 K1010 K 101 K 100 K 10-1 K 10-2 K 10-3 K

10-2 eV 10-3 eV 10-4 eV 10-5 eV 10-6 eV 10-7 eV 10-8 eV 10-9 eV10-1 eV101 eV103 eV105 eV 100 eV102 eV104 eV106 eV

1000 ms 100 ms 10 ms 1 ms104 ms105 ms106 ms107 ms2200ms

25meV018nm

300K

極冷熱外 熱 冷 超冷高速

Velocity

Wavelength

Energy

Temperature

(例) エネルギー帯の名称

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10-9 m 10-8 m 10-7 m 10-6 m10-10 m10-11 m10-12 m10-13 m

102 K 10-4 K 10-5 K103 K105 K107 K109 K 104 K106 K108 K1010 K 101 K 100 K 10-1 K 10-2 K 10-3 K

10-2 eV 10-3 eV 10-4 eV 10-5 eV 10-6 eV 10-7 eV 10-8 eV 10-9 eV10-1 eV101 eV103 eV105 eV 100 eV102 eV104 eV106 eV

1000 ms 100 ms 10 ms 1 ms104 ms105 ms106 ms107 ms2200ms

25meV018nm

300K

極冷熱外 熱 冷 超冷高速

Velocity

Wavelength

Energy

Temperature

(例) エネルギー帯の名称 (試案)

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10-9 m 10-8 m 10-7 m 10-6 m10-10 m10-11 m10-12 m10-13 m

102 K 10-4 K 10-5 K103 K105 K107 K109 K 104 K106 K108 K1010 K 101 K 100 K 10-1 K 10-2 K 10-3 K

10-2 eV 10-3 eV 10-4 eV 10-5 eV 10-6 eV 10-7 eV 10-8 eV 10-9 eV10-1 eV101 eV103 eV105 eV 100 eV102 eV104 eV106 eV

1000 ms 100 ms 10 ms 1 ms104 ms105 ms106 ms107 ms2200ms

25meV018nm

300K

極冷熱外 熱 冷 超冷高速

Velocity

Wavelength

Energy

Temperature

近熱外中間熱外遠熱外 1nm帯 10nm帯 100nm帯

(例) エネルギー帯の名称 (試案)

100keV

領域10keV

領域1keV

領域100eV

領域10eV

領域1eV

領域1MeV

領域01eV

領域 10Å帯 100Å帯 1000Å帯10K帯 1K帯 100mK帯 10mK帯 1mK帯 100microK帯

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(例) 中性子強度

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(例) 中性子強度

専門家の間でさえとても重要

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一次粒子の時刻t 位相空間座標Γ0における分布数

一次粒子の個数

中性子の個数

一次粒子の位相空間

中性子の位相空間一つの一次粒子がΓ0にあった時にΓnに中性子が生成される確率

一次粒子の瞬間強度

一次粒子の平均強度

中性子の時刻t 位相空間座標Γnにおける分布数

中性子の瞬間強度

中性子の平均強度

一次粒子のビームパワー

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一次粒子の時刻t 位相空間座標Γ0における分布数

一次粒子の個数

中性子の個数

一次粒子の位相空間

中性子の位相空間一つの一次粒子がΓ0にあった時にΓnに中性子が生成される確率

一次粒子の瞬間強度

一次粒子の平均強度

中性子の時刻t 位相空間座標Γnにおける分布数

中性子の瞬間強度

中性子の平均強度

一次粒子のビームパワー

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中性子の平均強度

一次粒子のビームパワー

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一つの中性子が(Γn1t1)にあった時に(Γn2t2)に中性子を生じる確率

(Γnt)に生じる中性子数

面S上での中性子位相空間分布関数

面S上での中性子流速分布関数

規格化

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減速体の表面S上での中性子流速 (S上での平均)

パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

ε領域の中性子の流速の立体角積分

減速効率

ε領域の中性子発生率

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減速体の表面S上での中性子流速 (S上での平均)

パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

ε領域の中性子の流速の立体角積分

減速効率

ε領域の中性子発生率

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パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

減速効率

ε領域の中性子発生率

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パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

減速効率

ε領域の中性子発生率

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核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

39

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核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

40

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

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核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

41

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

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(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

41

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 42

(例) 一般人にもわかりやすい表現

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1018

1016

中性子発生率 [n s-1]

60MW 原子炉1019

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

1018

1016

中性子発生率 [n s-1]

60MW 原子炉1019

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1018

1016

60MW 原子炉1019

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

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106

105

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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-25

-20

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-10

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10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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-25

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10

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1]

108

109

107

106

105

104

103

102

10

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

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108

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 48

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

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105

104

103

102

10

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

10-2

10-3

10-4

10-5

10-6

10-7

10-8

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 49

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-20

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-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

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1011

1010

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

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1013

1012

1011

1010

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

10-2

10-3

10-4

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10-7

10-8

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 50

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

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1010

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

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1011

1010

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

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10-4

10-5

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10-7

10-8

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 51

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

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1011

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

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10-4

10-5

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10-7

10-8

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 52

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

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1011

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108

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

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10-7

10-8

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

特に「できる」という意味を定量化し共有

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

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108

107

106

105

104

103

102

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

10-2

10-3

10-4

10-5

10-6

10-7

10-8

10-9

Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

特に「できる」という意味を定量化し共有

54

UCANS Union for Compact Accelerator-driven Neutron Sources

httpwwwucansorg

55

日本加速器中性子源協議会

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

56

日本加速器中性子源協議会

定量的な共通言語の確立

日本中性子科学会基礎基盤部会

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

57

日本加速器中性子源協議会 日本中性子科学会基礎基盤部会

CoNS Concepts of Neutron Sourceshttpswww2kekjpimsskenstopics201510201123html

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

58

日本加速器中性子源協議会 日本中性子科学会基礎基盤部会

CoNS Concepts of Neutron Sourceshttpswww2kekjpimsskenstopics201510201123html

NOP2017() July 2017

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26

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

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27

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 28

10-9 m 10-8 m 10-7 m 10-6 m10-10 m10-11 m10-12 m10-13 m

102 K 10-4 K 10-5 K103 K105 K107 K109 K 104 K106 K108 K1010 K 101 K 100 K 10-1 K 10-2 K 10-3 K

10-2 eV 10-3 eV 10-4 eV 10-5 eV 10-6 eV 10-7 eV 10-8 eV 10-9 eV10-1 eV101 eV103 eV105 eV 100 eV102 eV104 eV106 eV

1000 ms 100 ms 10 ms 1 ms104 ms105 ms106 ms107 ms2200ms

25meV018nm

300K

極冷熱外 熱 冷 超冷高速

Velocity

Wavelength

Energy

Temperature

(例) エネルギー帯の名称

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10-9 m 10-8 m 10-7 m 10-6 m10-10 m10-11 m10-12 m10-13 m

102 K 10-4 K 10-5 K103 K105 K107 K109 K 104 K106 K108 K1010 K 101 K 100 K 10-1 K 10-2 K 10-3 K

10-2 eV 10-3 eV 10-4 eV 10-5 eV 10-6 eV 10-7 eV 10-8 eV 10-9 eV10-1 eV101 eV103 eV105 eV 100 eV102 eV104 eV106 eV

1000 ms 100 ms 10 ms 1 ms104 ms105 ms106 ms107 ms2200ms

25meV018nm

300K

極冷熱外 熱 冷 超冷高速

Velocity

Wavelength

Energy

Temperature

(例) エネルギー帯の名称 (試案)

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10-9 m 10-8 m 10-7 m 10-6 m10-10 m10-11 m10-12 m10-13 m

102 K 10-4 K 10-5 K103 K105 K107 K109 K 104 K106 K108 K1010 K 101 K 100 K 10-1 K 10-2 K 10-3 K

10-2 eV 10-3 eV 10-4 eV 10-5 eV 10-6 eV 10-7 eV 10-8 eV 10-9 eV10-1 eV101 eV103 eV105 eV 100 eV102 eV104 eV106 eV

1000 ms 100 ms 10 ms 1 ms104 ms105 ms106 ms107 ms2200ms

25meV018nm

300K

極冷熱外 熱 冷 超冷高速

Velocity

Wavelength

Energy

Temperature

近熱外中間熱外遠熱外 1nm帯 10nm帯 100nm帯

(例) エネルギー帯の名称 (試案)

100keV

領域10keV

領域1keV

領域100eV

領域10eV

領域1eV

領域1MeV

領域01eV

領域 10Å帯 100Å帯 1000Å帯10K帯 1K帯 100mK帯 10mK帯 1mK帯 100microK帯

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(例) 中性子強度

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(例) 中性子強度

専門家の間でさえとても重要

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一次粒子の時刻t 位相空間座標Γ0における分布数

一次粒子の個数

中性子の個数

一次粒子の位相空間

中性子の位相空間一つの一次粒子がΓ0にあった時にΓnに中性子が生成される確率

一次粒子の瞬間強度

一次粒子の平均強度

中性子の時刻t 位相空間座標Γnにおける分布数

中性子の瞬間強度

中性子の平均強度

一次粒子のビームパワー

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一次粒子の時刻t 位相空間座標Γ0における分布数

一次粒子の個数

中性子の個数

一次粒子の位相空間

中性子の位相空間一つの一次粒子がΓ0にあった時にΓnに中性子が生成される確率

一次粒子の瞬間強度

一次粒子の平均強度

中性子の時刻t 位相空間座標Γnにおける分布数

中性子の瞬間強度

中性子の平均強度

一次粒子のビームパワー

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中性子の平均強度

一次粒子のビームパワー

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一つの中性子が(Γn1t1)にあった時に(Γn2t2)に中性子を生じる確率

(Γnt)に生じる中性子数

面S上での中性子位相空間分布関数

面S上での中性子流速分布関数

規格化

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減速体の表面S上での中性子流速 (S上での平均)

パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

ε領域の中性子の流速の立体角積分

減速効率

ε領域の中性子発生率

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減速体の表面S上での中性子流速 (S上での平均)

パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

ε領域の中性子の流速の立体角積分

減速効率

ε領域の中性子発生率

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パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

減速効率

ε領域の中性子発生率

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パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

減速効率

ε領域の中性子発生率

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核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

39

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

40

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

41

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

41

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 42

(例) 一般人にもわかりやすい表現

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1018

1016

中性子発生率 [n s-1]

60MW 原子炉1019

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

1018

1016

中性子発生率 [n s-1]

60MW 原子炉1019

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

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105

104

103

102

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20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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-25

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-10

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1018

1016

60MW 原子炉1019

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 45

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-20

-15

-10

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0

5

10

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 47

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1]

108

109

107

106

105

104

103

102

10

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 48

-25

-20

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5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

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1010

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108

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105

104

103

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10

1

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-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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-20

-15

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-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

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106

105

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103

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1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

10-2

10-3

10-4

10-5

10-6

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10-8

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 49

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-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

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1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

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1013

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

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10-4

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 50

-25

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0

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10

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

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1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

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1011

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

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10-7

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 51

-25

-20

-15

-10

-5

0

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

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1010

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

10-2

10-3

10-4

10-5

10-6

10-7

10-8

10-9

Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 52

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-5

0

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

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1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

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107

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

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10-8

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

特に「できる」という意味を定量化し共有

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 53

-25

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-15

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-5

0

5

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

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1011

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108

107

106

105

104

103

102

10

1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

10-2

10-3

10-4

10-5

10-6

10-7

10-8

10-9

Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

特に「できる」という意味を定量化し共有

54

UCANS Union for Compact Accelerator-driven Neutron Sources

httpwwwucansorg

55

日本加速器中性子源協議会

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

56

日本加速器中性子源協議会

定量的な共通言語の確立

日本中性子科学会基礎基盤部会

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

57

日本加速器中性子源協議会 日本中性子科学会基礎基盤部会

CoNS Concepts of Neutron Sourceshttpswww2kekjpimsskenstopics201510201123html

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

58

日本加速器中性子源協議会 日本中性子科学会基礎基盤部会

CoNS Concepts of Neutron Sourceshttpswww2kekjpimsskenstopics201510201123html

NOP2017() July 2017

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 59

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27

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 28

10-9 m 10-8 m 10-7 m 10-6 m10-10 m10-11 m10-12 m10-13 m

102 K 10-4 K 10-5 K103 K105 K107 K109 K 104 K106 K108 K1010 K 101 K 100 K 10-1 K 10-2 K 10-3 K

10-2 eV 10-3 eV 10-4 eV 10-5 eV 10-6 eV 10-7 eV 10-8 eV 10-9 eV10-1 eV101 eV103 eV105 eV 100 eV102 eV104 eV106 eV

1000 ms 100 ms 10 ms 1 ms104 ms105 ms106 ms107 ms2200ms

25meV018nm

300K

極冷熱外 熱 冷 超冷高速

Velocity

Wavelength

Energy

Temperature

(例) エネルギー帯の名称

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 29

10-9 m 10-8 m 10-7 m 10-6 m10-10 m10-11 m10-12 m10-13 m

102 K 10-4 K 10-5 K103 K105 K107 K109 K 104 K106 K108 K1010 K 101 K 100 K 10-1 K 10-2 K 10-3 K

10-2 eV 10-3 eV 10-4 eV 10-5 eV 10-6 eV 10-7 eV 10-8 eV 10-9 eV10-1 eV101 eV103 eV105 eV 100 eV102 eV104 eV106 eV

1000 ms 100 ms 10 ms 1 ms104 ms105 ms106 ms107 ms2200ms

25meV018nm

300K

極冷熱外 熱 冷 超冷高速

Velocity

Wavelength

Energy

Temperature

(例) エネルギー帯の名称 (試案)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 29

10-9 m 10-8 m 10-7 m 10-6 m10-10 m10-11 m10-12 m10-13 m

102 K 10-4 K 10-5 K103 K105 K107 K109 K 104 K106 K108 K1010 K 101 K 100 K 10-1 K 10-2 K 10-3 K

10-2 eV 10-3 eV 10-4 eV 10-5 eV 10-6 eV 10-7 eV 10-8 eV 10-9 eV10-1 eV101 eV103 eV105 eV 100 eV102 eV104 eV106 eV

1000 ms 100 ms 10 ms 1 ms104 ms105 ms106 ms107 ms2200ms

25meV018nm

300K

極冷熱外 熱 冷 超冷高速

Velocity

Wavelength

Energy

Temperature

近熱外中間熱外遠熱外 1nm帯 10nm帯 100nm帯

(例) エネルギー帯の名称 (試案)

100keV

領域10keV

領域1keV

領域100eV

領域10eV

領域1eV

領域1MeV

領域01eV

領域 10Å帯 100Å帯 1000Å帯10K帯 1K帯 100mK帯 10mK帯 1mK帯 100microK帯

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(例) 中性子強度

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(例) 中性子強度

専門家の間でさえとても重要

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一次粒子の時刻t 位相空間座標Γ0における分布数

一次粒子の個数

中性子の個数

一次粒子の位相空間

中性子の位相空間一つの一次粒子がΓ0にあった時にΓnに中性子が生成される確率

一次粒子の瞬間強度

一次粒子の平均強度

中性子の時刻t 位相空間座標Γnにおける分布数

中性子の瞬間強度

中性子の平均強度

一次粒子のビームパワー

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一次粒子の時刻t 位相空間座標Γ0における分布数

一次粒子の個数

中性子の個数

一次粒子の位相空間

中性子の位相空間一つの一次粒子がΓ0にあった時にΓnに中性子が生成される確率

一次粒子の瞬間強度

一次粒子の平均強度

中性子の時刻t 位相空間座標Γnにおける分布数

中性子の瞬間強度

中性子の平均強度

一次粒子のビームパワー

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中性子の平均強度

一次粒子のビームパワー

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一つの中性子が(Γn1t1)にあった時に(Γn2t2)に中性子を生じる確率

(Γnt)に生じる中性子数

面S上での中性子位相空間分布関数

面S上での中性子流速分布関数

規格化

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減速体の表面S上での中性子流速 (S上での平均)

パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

ε領域の中性子の流速の立体角積分

減速効率

ε領域の中性子発生率

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減速体の表面S上での中性子流速 (S上での平均)

パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

ε領域の中性子の流速の立体角積分

減速効率

ε領域の中性子発生率

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パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

減速効率

ε領域の中性子発生率

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パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

減速効率

ε領域の中性子発生率

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核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

39

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

40

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

41

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

41

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 42

(例) 一般人にもわかりやすい表現

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1018

1016

中性子発生率 [n s-1]

60MW 原子炉1019

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 44

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

1018

1016

中性子発生率 [n s-1]

60MW 原子炉1019

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1018

1016

60MW 原子炉1019

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 45

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

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107

106

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104

103

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10

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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-25

-20

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1]

108

109

107

106

105

104

103

102

10

1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

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108

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105

104

103

102

10

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-25

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

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102

10

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

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1013

1012

1011

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106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 48

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

10-2

10-3

10-4

10-5

10-6

10-7

10-8

10-9

Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 49

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

10-2

10-3

10-4

10-5

10-6

10-7

10-8

10-9

Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 50

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

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107

106

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104

103

102

10

1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

10-2

10-3

10-4

10-5

10-6

10-7

10-8

10-9

Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 51

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

10-2

10-3

10-4

10-5

10-6

10-7

10-8

10-9

Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 52

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

10-2

10-3

10-4

10-5

10-6

10-7

10-8

10-9

Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

特に「できる」という意味を定量化し共有

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 53

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

10-2

10-3

10-4

10-5

10-6

10-7

10-8

10-9

Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

特に「できる」という意味を定量化し共有

54

UCANS Union for Compact Accelerator-driven Neutron Sources

httpwwwucansorg

55

日本加速器中性子源協議会

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

56

日本加速器中性子源協議会

定量的な共通言語の確立

日本中性子科学会基礎基盤部会

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

57

日本加速器中性子源協議会 日本中性子科学会基礎基盤部会

CoNS Concepts of Neutron Sourceshttpswww2kekjpimsskenstopics201510201123html

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

58

日本加速器中性子源協議会 日本中性子科学会基礎基盤部会

CoNS Concepts of Neutron Sourceshttpswww2kekjpimsskenstopics201510201123html

NOP2017() July 2017

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10-9 m 10-8 m 10-7 m 10-6 m10-10 m10-11 m10-12 m10-13 m

102 K 10-4 K 10-5 K103 K105 K107 K109 K 104 K106 K108 K1010 K 101 K 100 K 10-1 K 10-2 K 10-3 K

10-2 eV 10-3 eV 10-4 eV 10-5 eV 10-6 eV 10-7 eV 10-8 eV 10-9 eV10-1 eV101 eV103 eV105 eV 100 eV102 eV104 eV106 eV

1000 ms 100 ms 10 ms 1 ms104 ms105 ms106 ms107 ms2200ms

25meV018nm

300K

極冷熱外 熱 冷 超冷高速

Velocity

Wavelength

Energy

Temperature

(例) エネルギー帯の名称

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10-9 m 10-8 m 10-7 m 10-6 m10-10 m10-11 m10-12 m10-13 m

102 K 10-4 K 10-5 K103 K105 K107 K109 K 104 K106 K108 K1010 K 101 K 100 K 10-1 K 10-2 K 10-3 K

10-2 eV 10-3 eV 10-4 eV 10-5 eV 10-6 eV 10-7 eV 10-8 eV 10-9 eV10-1 eV101 eV103 eV105 eV 100 eV102 eV104 eV106 eV

1000 ms 100 ms 10 ms 1 ms104 ms105 ms106 ms107 ms2200ms

25meV018nm

300K

極冷熱外 熱 冷 超冷高速

Velocity

Wavelength

Energy

Temperature

(例) エネルギー帯の名称 (試案)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 29

10-9 m 10-8 m 10-7 m 10-6 m10-10 m10-11 m10-12 m10-13 m

102 K 10-4 K 10-5 K103 K105 K107 K109 K 104 K106 K108 K1010 K 101 K 100 K 10-1 K 10-2 K 10-3 K

10-2 eV 10-3 eV 10-4 eV 10-5 eV 10-6 eV 10-7 eV 10-8 eV 10-9 eV10-1 eV101 eV103 eV105 eV 100 eV102 eV104 eV106 eV

1000 ms 100 ms 10 ms 1 ms104 ms105 ms106 ms107 ms2200ms

25meV018nm

300K

極冷熱外 熱 冷 超冷高速

Velocity

Wavelength

Energy

Temperature

近熱外中間熱外遠熱外 1nm帯 10nm帯 100nm帯

(例) エネルギー帯の名称 (試案)

100keV

領域10keV

領域1keV

領域100eV

領域10eV

領域1eV

領域1MeV

領域01eV

領域 10Å帯 100Å帯 1000Å帯10K帯 1K帯 100mK帯 10mK帯 1mK帯 100microK帯

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(例) 中性子強度

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(例) 中性子強度

専門家の間でさえとても重要

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一次粒子の時刻t 位相空間座標Γ0における分布数

一次粒子の個数

中性子の個数

一次粒子の位相空間

中性子の位相空間一つの一次粒子がΓ0にあった時にΓnに中性子が生成される確率

一次粒子の瞬間強度

一次粒子の平均強度

中性子の時刻t 位相空間座標Γnにおける分布数

中性子の瞬間強度

中性子の平均強度

一次粒子のビームパワー

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一次粒子の時刻t 位相空間座標Γ0における分布数

一次粒子の個数

中性子の個数

一次粒子の位相空間

中性子の位相空間一つの一次粒子がΓ0にあった時にΓnに中性子が生成される確率

一次粒子の瞬間強度

一次粒子の平均強度

中性子の時刻t 位相空間座標Γnにおける分布数

中性子の瞬間強度

中性子の平均強度

一次粒子のビームパワー

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中性子の平均強度

一次粒子のビームパワー

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一つの中性子が(Γn1t1)にあった時に(Γn2t2)に中性子を生じる確率

(Γnt)に生じる中性子数

面S上での中性子位相空間分布関数

面S上での中性子流速分布関数

規格化

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減速体の表面S上での中性子流速 (S上での平均)

パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

ε領域の中性子の流速の立体角積分

減速効率

ε領域の中性子発生率

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減速体の表面S上での中性子流速 (S上での平均)

パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

ε領域の中性子の流速の立体角積分

減速効率

ε領域の中性子発生率

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パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

減速効率

ε領域の中性子発生率

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パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

減速効率

ε領域の中性子発生率

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核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

39

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核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

40

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

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核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

41

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

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核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

41

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

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(例) 一般人にもわかりやすい表現

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1018

1016

中性子発生率 [n s-1]

60MW 原子炉1019

1017

1015

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20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 44

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0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

1018

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中性子発生率 [n s-1]

60MW 原子炉1019

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20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 45

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

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+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1018

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60MW 原子炉1019

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20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 45

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 46

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

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中性子発生率 [n s-1]

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

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中性子発生率 [n s-1]

1016

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

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中性子発生率 [n s-1]

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1]

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 48

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

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中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 49

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

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中性子発生率 [n s-1]

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

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J-PARCJSNS (1MW)

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ΔEE ~ 10-3

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この換算は手法に大きく依存する

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見かけの実視等級-267 (太陽)

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+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

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J-PARCJSNS (150kW)

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ΔEE ~ 10-3

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ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 51

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

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+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

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中性子発生率 [n s-1]

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

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ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

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見かけの実視等級-267 (太陽)

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

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ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

特に「できる」という意味を定量化し共有

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

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10-5

10-6

10-7

10-8

10-9

Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

特に「できる」という意味を定量化し共有

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UCANS Union for Compact Accelerator-driven Neutron Sources

httpwwwucansorg

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日本加速器中性子源協議会

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

56

日本加速器中性子源協議会

定量的な共通言語の確立

日本中性子科学会基礎基盤部会

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

57

日本加速器中性子源協議会 日本中性子科学会基礎基盤部会

CoNS Concepts of Neutron Sourceshttpswww2kekjpimsskenstopics201510201123html

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

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日本加速器中性子源協議会 日本中性子科学会基礎基盤部会

CoNS Concepts of Neutron Sourceshttpswww2kekjpimsskenstopics201510201123html

NOP2017() July 2017

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 29

10-9 m 10-8 m 10-7 m 10-6 m10-10 m10-11 m10-12 m10-13 m

102 K 10-4 K 10-5 K103 K105 K107 K109 K 104 K106 K108 K1010 K 101 K 100 K 10-1 K 10-2 K 10-3 K

10-2 eV 10-3 eV 10-4 eV 10-5 eV 10-6 eV 10-7 eV 10-8 eV 10-9 eV10-1 eV101 eV103 eV105 eV 100 eV102 eV104 eV106 eV

1000 ms 100 ms 10 ms 1 ms104 ms105 ms106 ms107 ms2200ms

25meV018nm

300K

極冷熱外 熱 冷 超冷高速

Velocity

Wavelength

Energy

Temperature

(例) エネルギー帯の名称 (試案)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 29

10-9 m 10-8 m 10-7 m 10-6 m10-10 m10-11 m10-12 m10-13 m

102 K 10-4 K 10-5 K103 K105 K107 K109 K 104 K106 K108 K1010 K 101 K 100 K 10-1 K 10-2 K 10-3 K

10-2 eV 10-3 eV 10-4 eV 10-5 eV 10-6 eV 10-7 eV 10-8 eV 10-9 eV10-1 eV101 eV103 eV105 eV 100 eV102 eV104 eV106 eV

1000 ms 100 ms 10 ms 1 ms104 ms105 ms106 ms107 ms2200ms

25meV018nm

300K

極冷熱外 熱 冷 超冷高速

Velocity

Wavelength

Energy

Temperature

近熱外中間熱外遠熱外 1nm帯 10nm帯 100nm帯

(例) エネルギー帯の名称 (試案)

100keV

領域10keV

領域1keV

領域100eV

領域10eV

領域1eV

領域1MeV

領域01eV

領域 10Å帯 100Å帯 1000Å帯10K帯 1K帯 100mK帯 10mK帯 1mK帯 100microK帯

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 30

(例) 中性子強度

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(例) 中性子強度

専門家の間でさえとても重要

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 32

一次粒子の時刻t 位相空間座標Γ0における分布数

一次粒子の個数

中性子の個数

一次粒子の位相空間

中性子の位相空間一つの一次粒子がΓ0にあった時にΓnに中性子が生成される確率

一次粒子の瞬間強度

一次粒子の平均強度

中性子の時刻t 位相空間座標Γnにおける分布数

中性子の瞬間強度

中性子の平均強度

一次粒子のビームパワー

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 33

一次粒子の時刻t 位相空間座標Γ0における分布数

一次粒子の個数

中性子の個数

一次粒子の位相空間

中性子の位相空間一つの一次粒子がΓ0にあった時にΓnに中性子が生成される確率

一次粒子の瞬間強度

一次粒子の平均強度

中性子の時刻t 位相空間座標Γnにおける分布数

中性子の瞬間強度

中性子の平均強度

一次粒子のビームパワー

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 34

中性子の平均強度

一次粒子のビームパワー

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一つの中性子が(Γn1t1)にあった時に(Γn2t2)に中性子を生じる確率

(Γnt)に生じる中性子数

面S上での中性子位相空間分布関数

面S上での中性子流速分布関数

規格化

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 36

減速体の表面S上での中性子流速 (S上での平均)

パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

ε領域の中性子の流速の立体角積分

減速効率

ε領域の中性子発生率

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 37

減速体の表面S上での中性子流速 (S上での平均)

パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

ε領域の中性子の流速の立体角積分

減速効率

ε領域の中性子発生率

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 38

パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

減速効率

ε領域の中性子発生率

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 39

パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

減速効率

ε領域の中性子発生率

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

39

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

40

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

41

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

41

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 42

(例) 一般人にもわかりやすい表現

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1018

1016

中性子発生率 [n s-1]

60MW 原子炉1019

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 44

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

1018

1016

中性子発生率 [n s-1]

60MW 原子炉1019

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 45

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1018

1016

60MW 原子炉1019

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 45

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 46

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 47

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 47

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1]

108

109

107

106

105

104

103

102

10

1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 48

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 48

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 48

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

10-2

10-3

10-4

10-5

10-6

10-7

10-8

10-9

Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 49

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

10-2

10-3

10-4

10-5

10-6

10-7

10-8

10-9

Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 50

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

10-2

10-3

10-4

10-5

10-6

10-7

10-8

10-9

Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 51

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

10-2

10-3

10-4

10-5

10-6

10-7

10-8

10-9

Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

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-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

10-2

10-3

10-4

10-5

10-6

10-7

10-8

10-9

Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

特に「できる」という意味を定量化し共有

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-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

10-2

10-3

10-4

10-5

10-6

10-7

10-8

10-9

Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

特に「できる」という意味を定量化し共有

54

UCANS Union for Compact Accelerator-driven Neutron Sources

httpwwwucansorg

55

日本加速器中性子源協議会

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

56

日本加速器中性子源協議会

定量的な共通言語の確立

日本中性子科学会基礎基盤部会

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

57

日本加速器中性子源協議会 日本中性子科学会基礎基盤部会

CoNS Concepts of Neutron Sourceshttpswww2kekjpimsskenstopics201510201123html

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

58

日本加速器中性子源協議会 日本中性子科学会基礎基盤部会

CoNS Concepts of Neutron Sourceshttpswww2kekjpimsskenstopics201510201123html

NOP2017() July 2017

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 59

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10-9 m 10-8 m 10-7 m 10-6 m10-10 m10-11 m10-12 m10-13 m

102 K 10-4 K 10-5 K103 K105 K107 K109 K 104 K106 K108 K1010 K 101 K 100 K 10-1 K 10-2 K 10-3 K

10-2 eV 10-3 eV 10-4 eV 10-5 eV 10-6 eV 10-7 eV 10-8 eV 10-9 eV10-1 eV101 eV103 eV105 eV 100 eV102 eV104 eV106 eV

1000 ms 100 ms 10 ms 1 ms104 ms105 ms106 ms107 ms2200ms

25meV018nm

300K

極冷熱外 熱 冷 超冷高速

Velocity

Wavelength

Energy

Temperature

近熱外中間熱外遠熱外 1nm帯 10nm帯 100nm帯

(例) エネルギー帯の名称 (試案)

100keV

領域10keV

領域1keV

領域100eV

領域10eV

領域1eV

領域1MeV

領域01eV

領域 10Å帯 100Å帯 1000Å帯10K帯 1K帯 100mK帯 10mK帯 1mK帯 100microK帯

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(例) 中性子強度

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(例) 中性子強度

専門家の間でさえとても重要

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一次粒子の時刻t 位相空間座標Γ0における分布数

一次粒子の個数

中性子の個数

一次粒子の位相空間

中性子の位相空間一つの一次粒子がΓ0にあった時にΓnに中性子が生成される確率

一次粒子の瞬間強度

一次粒子の平均強度

中性子の時刻t 位相空間座標Γnにおける分布数

中性子の瞬間強度

中性子の平均強度

一次粒子のビームパワー

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一次粒子の時刻t 位相空間座標Γ0における分布数

一次粒子の個数

中性子の個数

一次粒子の位相空間

中性子の位相空間一つの一次粒子がΓ0にあった時にΓnに中性子が生成される確率

一次粒子の瞬間強度

一次粒子の平均強度

中性子の時刻t 位相空間座標Γnにおける分布数

中性子の瞬間強度

中性子の平均強度

一次粒子のビームパワー

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中性子の平均強度

一次粒子のビームパワー

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一つの中性子が(Γn1t1)にあった時に(Γn2t2)に中性子を生じる確率

(Γnt)に生じる中性子数

面S上での中性子位相空間分布関数

面S上での中性子流速分布関数

規格化

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減速体の表面S上での中性子流速 (S上での平均)

パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

ε領域の中性子の流速の立体角積分

減速効率

ε領域の中性子発生率

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減速体の表面S上での中性子流速 (S上での平均)

パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

ε領域の中性子の流速の立体角積分

減速効率

ε領域の中性子発生率

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パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

減速効率

ε領域の中性子発生率

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パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

減速効率

ε領域の中性子発生率

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

39

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

40

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

41

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

41

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 42

(例) 一般人にもわかりやすい表現

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1018

1016

中性子発生率 [n s-1]

60MW 原子炉1019

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

1018

1016

中性子発生率 [n s-1]

60MW 原子炉1019

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1018

1016

60MW 原子炉1019

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 45

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 47

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 47

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

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103

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10

1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1]

108

109

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106

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103

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1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 48

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-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

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1015

1014

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106

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104

103

102

10

1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 48

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0

5

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15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

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1

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 49

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

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106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 50

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

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108

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1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 51

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

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108

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

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10-8

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 52

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0

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15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

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1011

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108

107

106

105

104

103

102

10

1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

10-2

10-3

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10-6

10-7

10-8

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

特に「できる」という意味を定量化し共有

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 53

-25

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5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

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1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

10-2

10-3

10-4

10-5

10-6

10-7

10-8

10-9

Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

特に「できる」という意味を定量化し共有

54

UCANS Union for Compact Accelerator-driven Neutron Sources

httpwwwucansorg

55

日本加速器中性子源協議会

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

56

日本加速器中性子源協議会

定量的な共通言語の確立

日本中性子科学会基礎基盤部会

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

57

日本加速器中性子源協議会 日本中性子科学会基礎基盤部会

CoNS Concepts of Neutron Sourceshttpswww2kekjpimsskenstopics201510201123html

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

58

日本加速器中性子源協議会 日本中性子科学会基礎基盤部会

CoNS Concepts of Neutron Sourceshttpswww2kekjpimsskenstopics201510201123html

NOP2017() July 2017

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 59

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(例) 中性子強度

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(例) 中性子強度

専門家の間でさえとても重要

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一次粒子の時刻t 位相空間座標Γ0における分布数

一次粒子の個数

中性子の個数

一次粒子の位相空間

中性子の位相空間一つの一次粒子がΓ0にあった時にΓnに中性子が生成される確率

一次粒子の瞬間強度

一次粒子の平均強度

中性子の時刻t 位相空間座標Γnにおける分布数

中性子の瞬間強度

中性子の平均強度

一次粒子のビームパワー

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一次粒子の時刻t 位相空間座標Γ0における分布数

一次粒子の個数

中性子の個数

一次粒子の位相空間

中性子の位相空間一つの一次粒子がΓ0にあった時にΓnに中性子が生成される確率

一次粒子の瞬間強度

一次粒子の平均強度

中性子の時刻t 位相空間座標Γnにおける分布数

中性子の瞬間強度

中性子の平均強度

一次粒子のビームパワー

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中性子の平均強度

一次粒子のビームパワー

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一つの中性子が(Γn1t1)にあった時に(Γn2t2)に中性子を生じる確率

(Γnt)に生じる中性子数

面S上での中性子位相空間分布関数

面S上での中性子流速分布関数

規格化

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減速体の表面S上での中性子流速 (S上での平均)

パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

ε領域の中性子の流速の立体角積分

減速効率

ε領域の中性子発生率

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減速体の表面S上での中性子流速 (S上での平均)

パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

ε領域の中性子の流速の立体角積分

減速効率

ε領域の中性子発生率

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パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

減速効率

ε領域の中性子発生率

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パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

減速効率

ε領域の中性子発生率

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核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

39

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核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

40

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

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核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

41

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

41

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

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(例) 一般人にもわかりやすい表現

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1018

1016

中性子発生率 [n s-1]

60MW 原子炉1019

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

1018

1016

中性子発生率 [n s-1]

60MW 原子炉1019

1017

1015

1014

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20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 45

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1018

1016

60MW 原子炉1019

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

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105

104

103

102

10

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20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 45

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

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J-PARCJSNS (1MW)

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LENS

NUANS (1kW p+Be)

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

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108

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

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1011

1010

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1]

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J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

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1013

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1011

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109

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

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103

102

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1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

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108

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 49

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

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1010

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 50

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 51

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

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J-PARCJSNS (1MW)

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LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

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1

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

特に「できる」という意味を定量化し共有

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

10-2

10-3

10-4

10-5

10-6

10-7

10-8

10-9

Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

特に「できる」という意味を定量化し共有

54

UCANS Union for Compact Accelerator-driven Neutron Sources

httpwwwucansorg

55

日本加速器中性子源協議会

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

56

日本加速器中性子源協議会

定量的な共通言語の確立

日本中性子科学会基礎基盤部会

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

57

日本加速器中性子源協議会 日本中性子科学会基礎基盤部会

CoNS Concepts of Neutron Sourceshttpswww2kekjpimsskenstopics201510201123html

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

58

日本加速器中性子源協議会 日本中性子科学会基礎基盤部会

CoNS Concepts of Neutron Sourceshttpswww2kekjpimsskenstopics201510201123html

NOP2017() July 2017

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(例) 中性子強度

専門家の間でさえとても重要

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一次粒子の時刻t 位相空間座標Γ0における分布数

一次粒子の個数

中性子の個数

一次粒子の位相空間

中性子の位相空間一つの一次粒子がΓ0にあった時にΓnに中性子が生成される確率

一次粒子の瞬間強度

一次粒子の平均強度

中性子の時刻t 位相空間座標Γnにおける分布数

中性子の瞬間強度

中性子の平均強度

一次粒子のビームパワー

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一次粒子の時刻t 位相空間座標Γ0における分布数

一次粒子の個数

中性子の個数

一次粒子の位相空間

中性子の位相空間一つの一次粒子がΓ0にあった時にΓnに中性子が生成される確率

一次粒子の瞬間強度

一次粒子の平均強度

中性子の時刻t 位相空間座標Γnにおける分布数

中性子の瞬間強度

中性子の平均強度

一次粒子のビームパワー

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中性子の平均強度

一次粒子のビームパワー

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一つの中性子が(Γn1t1)にあった時に(Γn2t2)に中性子を生じる確率

(Γnt)に生じる中性子数

面S上での中性子位相空間分布関数

面S上での中性子流速分布関数

規格化

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減速体の表面S上での中性子流速 (S上での平均)

パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

ε領域の中性子の流速の立体角積分

減速効率

ε領域の中性子発生率

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 37

減速体の表面S上での中性子流速 (S上での平均)

パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

ε領域の中性子の流速の立体角積分

減速効率

ε領域の中性子発生率

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 38

パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

減速効率

ε領域の中性子発生率

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 39

パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

減速効率

ε領域の中性子発生率

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

39

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

40

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

page

Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

41

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

41

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

page

Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 42

(例) 一般人にもわかりやすい表現

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 43

1018

1016

中性子発生率 [n s-1]

60MW 原子炉1019

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 44

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

1018

1016

中性子発生率 [n s-1]

60MW 原子炉1019

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 45

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1018

1016

60MW 原子炉1019

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 45

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 46

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 47

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 47

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1]

108

109

107

106

105

104

103

102

10

1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 48

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 48

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 48

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

10-2

10-3

10-4

10-5

10-6

10-7

10-8

10-9

Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 49

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

10-2

10-3

10-4

10-5

10-6

10-7

10-8

10-9

Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 50

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

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105

104

103

102

10

1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

10-2

10-3

10-4

10-5

10-6

10-7

10-8

10-9

Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 51

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

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104

103

102

10

1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

10-2

10-3

10-4

10-5

10-6

10-7

10-8

10-9

Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 52

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

10-2

10-3

10-4

10-5

10-6

10-7

10-8

10-9

Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

特に「できる」という意味を定量化し共有

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 53

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

10-2

10-3

10-4

10-5

10-6

10-7

10-8

10-9

Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

特に「できる」という意味を定量化し共有

54

UCANS Union for Compact Accelerator-driven Neutron Sources

httpwwwucansorg

55

日本加速器中性子源協議会

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

56

日本加速器中性子源協議会

定量的な共通言語の確立

日本中性子科学会基礎基盤部会

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

57

日本加速器中性子源協議会 日本中性子科学会基礎基盤部会

CoNS Concepts of Neutron Sourceshttpswww2kekjpimsskenstopics201510201123html

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

58

日本加速器中性子源協議会 日本中性子科学会基礎基盤部会

CoNS Concepts of Neutron Sourceshttpswww2kekjpimsskenstopics201510201123html

NOP2017() July 2017

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 59

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一次粒子の時刻t 位相空間座標Γ0における分布数

一次粒子の個数

中性子の個数

一次粒子の位相空間

中性子の位相空間一つの一次粒子がΓ0にあった時にΓnに中性子が生成される確率

一次粒子の瞬間強度

一次粒子の平均強度

中性子の時刻t 位相空間座標Γnにおける分布数

中性子の瞬間強度

中性子の平均強度

一次粒子のビームパワー

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一次粒子の時刻t 位相空間座標Γ0における分布数

一次粒子の個数

中性子の個数

一次粒子の位相空間

中性子の位相空間一つの一次粒子がΓ0にあった時にΓnに中性子が生成される確率

一次粒子の瞬間強度

一次粒子の平均強度

中性子の時刻t 位相空間座標Γnにおける分布数

中性子の瞬間強度

中性子の平均強度

一次粒子のビームパワー

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中性子の平均強度

一次粒子のビームパワー

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一つの中性子が(Γn1t1)にあった時に(Γn2t2)に中性子を生じる確率

(Γnt)に生じる中性子数

面S上での中性子位相空間分布関数

面S上での中性子流速分布関数

規格化

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減速体の表面S上での中性子流速 (S上での平均)

パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

ε領域の中性子の流速の立体角積分

減速効率

ε領域の中性子発生率

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減速体の表面S上での中性子流速 (S上での平均)

パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

ε領域の中性子の流速の立体角積分

減速効率

ε領域の中性子発生率

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 38

パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

減速効率

ε領域の中性子発生率

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パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

減速効率

ε領域の中性子発生率

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核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

39

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核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

40

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

41

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

41

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 42

(例) 一般人にもわかりやすい表現

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1018

1016

中性子発生率 [n s-1]

60MW 原子炉1019

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

1018

1016

中性子発生率 [n s-1]

60MW 原子炉1019

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

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105

104

103

102

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20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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-25

-20

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1018

1016

60MW 原子炉1019

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

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20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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-25

-20

-15

-10

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0

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10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

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1012

1011

1010

109

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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-25

-20

-15

-10

-5

0

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

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105

104

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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-25

-20

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

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106

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

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104

103

102

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1]

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

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-25

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

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105

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10

1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

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1

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Ω le 10-4 sr

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Ω rarr 10-1 sr

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

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1010

109

108

107

106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

10-2

10-3

10-4

10-5

10-6

10-7

10-8

10-9

Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 50

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

10-2

10-3

10-4

10-5

10-6

10-7

10-8

10-9

Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 51

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

10-2

10-3

10-4

10-5

10-6

10-7

10-8

10-9

Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

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-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

10-2

10-3

10-4

10-5

10-6

10-7

10-8

10-9

Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

特に「できる」という意味を定量化し共有

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 53

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

10-2

10-3

10-4

10-5

10-6

10-7

10-8

10-9

Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

特に「できる」という意味を定量化し共有

54

UCANS Union for Compact Accelerator-driven Neutron Sources

httpwwwucansorg

55

日本加速器中性子源協議会

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

56

日本加速器中性子源協議会

定量的な共通言語の確立

日本中性子科学会基礎基盤部会

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

57

日本加速器中性子源協議会 日本中性子科学会基礎基盤部会

CoNS Concepts of Neutron Sourceshttpswww2kekjpimsskenstopics201510201123html

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

58

日本加速器中性子源協議会 日本中性子科学会基礎基盤部会

CoNS Concepts of Neutron Sourceshttpswww2kekjpimsskenstopics201510201123html

NOP2017() July 2017

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 59

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一次粒子の時刻t 位相空間座標Γ0における分布数

一次粒子の個数

中性子の個数

一次粒子の位相空間

中性子の位相空間一つの一次粒子がΓ0にあった時にΓnに中性子が生成される確率

一次粒子の瞬間強度

一次粒子の平均強度

中性子の時刻t 位相空間座標Γnにおける分布数

中性子の瞬間強度

中性子の平均強度

一次粒子のビームパワー

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中性子の平均強度

一次粒子のビームパワー

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一つの中性子が(Γn1t1)にあった時に(Γn2t2)に中性子を生じる確率

(Γnt)に生じる中性子数

面S上での中性子位相空間分布関数

面S上での中性子流速分布関数

規格化

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減速体の表面S上での中性子流速 (S上での平均)

パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

ε領域の中性子の流速の立体角積分

減速効率

ε領域の中性子発生率

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減速体の表面S上での中性子流速 (S上での平均)

パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

ε領域の中性子の流速の立体角積分

減速効率

ε領域の中性子発生率

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 38

パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

減速効率

ε領域の中性子発生率

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 39

パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

減速効率

ε領域の中性子発生率

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

39

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

40

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

41

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

41

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 42

(例) 一般人にもわかりやすい表現

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1018

1016

中性子発生率 [n s-1]

60MW 原子炉1019

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

1018

1016

中性子発生率 [n s-1]

60MW 原子炉1019

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1018

1016

60MW 原子炉1019

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 45

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 47

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 47

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1]

108

109

107

106

105

104

103

102

10

1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 48

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-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

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1015

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1

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

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1015

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1013

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1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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-10

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5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 49

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 50

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

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1

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

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1

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

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1

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

特に「できる」という意味を定量化し共有

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

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108

107

106

105

104

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102

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

10-2

10-3

10-4

10-5

10-6

10-7

10-8

10-9

Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

特に「できる」という意味を定量化し共有

54

UCANS Union for Compact Accelerator-driven Neutron Sources

httpwwwucansorg

55

日本加速器中性子源協議会

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

56

日本加速器中性子源協議会

定量的な共通言語の確立

日本中性子科学会基礎基盤部会

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

57

日本加速器中性子源協議会 日本中性子科学会基礎基盤部会

CoNS Concepts of Neutron Sourceshttpswww2kekjpimsskenstopics201510201123html

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

58

日本加速器中性子源協議会 日本中性子科学会基礎基盤部会

CoNS Concepts of Neutron Sourceshttpswww2kekjpimsskenstopics201510201123html

NOP2017() July 2017

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中性子の平均強度

一次粒子のビームパワー

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一つの中性子が(Γn1t1)にあった時に(Γn2t2)に中性子を生じる確率

(Γnt)に生じる中性子数

面S上での中性子位相空間分布関数

面S上での中性子流速分布関数

規格化

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減速体の表面S上での中性子流速 (S上での平均)

パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

ε領域の中性子の流速の立体角積分

減速効率

ε領域の中性子発生率

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減速体の表面S上での中性子流速 (S上での平均)

パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

ε領域の中性子の流速の立体角積分

減速効率

ε領域の中性子発生率

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パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

減速効率

ε領域の中性子発生率

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パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

減速効率

ε領域の中性子発生率

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核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

39

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核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

40

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

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核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

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Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

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Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

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(例) 一般人にもわかりやすい表現

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1018

1016

中性子発生率 [n s-1]

60MW 原子炉1019

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

1018

1016

中性子発生率 [n s-1]

60MW 原子炉1019

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1018

1016

60MW 原子炉1019

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 45

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-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 46

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0

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

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1011

1010

109

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103

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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0

5

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15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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0

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

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1010

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1]

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 48

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0

5

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

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10

1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 48

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-20

-15

-10

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10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

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1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 49

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0

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 50

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10

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

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1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

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1011

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

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1

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 51

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

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1

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

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1013

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

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1

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

特に「できる」という意味を定量化し共有

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

10-2

10-3

10-4

10-5

10-6

10-7

10-8

10-9

Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

特に「できる」という意味を定量化し共有

54

UCANS Union for Compact Accelerator-driven Neutron Sources

httpwwwucansorg

55

日本加速器中性子源協議会

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

56

日本加速器中性子源協議会

定量的な共通言語の確立

日本中性子科学会基礎基盤部会

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

57

日本加速器中性子源協議会 日本中性子科学会基礎基盤部会

CoNS Concepts of Neutron Sourceshttpswww2kekjpimsskenstopics201510201123html

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

58

日本加速器中性子源協議会 日本中性子科学会基礎基盤部会

CoNS Concepts of Neutron Sourceshttpswww2kekjpimsskenstopics201510201123html

NOP2017() July 2017

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 35

一つの中性子が(Γn1t1)にあった時に(Γn2t2)に中性子を生じる確率

(Γnt)に生じる中性子数

面S上での中性子位相空間分布関数

面S上での中性子流速分布関数

規格化

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 36

減速体の表面S上での中性子流速 (S上での平均)

パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

ε領域の中性子の流速の立体角積分

減速効率

ε領域の中性子発生率

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減速体の表面S上での中性子流速 (S上での平均)

パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

ε領域の中性子の流速の立体角積分

減速効率

ε領域の中性子発生率

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 38

パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

減速効率

ε領域の中性子発生率

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 39

パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

減速効率

ε領域の中性子発生率

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

39

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核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

40

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

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核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

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hellip hellip

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

41

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

41

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 42

(例) 一般人にもわかりやすい表現

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 43

1018

1016

中性子発生率 [n s-1]

60MW 原子炉1019

1017

1015

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1012

1011

1010

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107

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105

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102

10

1

20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 44

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-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

1018

1016

中性子発生率 [n s-1]

60MW 原子炉1019

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1018

1016

60MW 原子炉1019

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 45

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1]

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104

103

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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0

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

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-25

-20

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-10

-5

0

5

10

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

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1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

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105

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103

102

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1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 49

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-20

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-10

-5

0

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

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1013

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 50

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

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1

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 51

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

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1

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 52

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

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J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

特に「できる」という意味を定量化し共有

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 53

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

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1014

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103

102

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1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

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10-5

10-6

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

特に「できる」という意味を定量化し共有

54

UCANS Union for Compact Accelerator-driven Neutron Sources

httpwwwucansorg

55

日本加速器中性子源協議会

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

56

日本加速器中性子源協議会

定量的な共通言語の確立

日本中性子科学会基礎基盤部会

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

57

日本加速器中性子源協議会 日本中性子科学会基礎基盤部会

CoNS Concepts of Neutron Sourceshttpswww2kekjpimsskenstopics201510201123html

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

58

日本加速器中性子源協議会 日本中性子科学会基礎基盤部会

CoNS Concepts of Neutron Sourceshttpswww2kekjpimsskenstopics201510201123html

NOP2017() July 2017

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 36

減速体の表面S上での中性子流速 (S上での平均)

パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

ε領域の中性子の流速の立体角積分

減速効率

ε領域の中性子発生率

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減速体の表面S上での中性子流速 (S上での平均)

パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

ε領域の中性子の流速の立体角積分

減速効率

ε領域の中性子発生率

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パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

減速効率

ε領域の中性子発生率

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パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

減速効率

ε領域の中性子発生率

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核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

39

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核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

40

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

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核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

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MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

41

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

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核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

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(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

41

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

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(例) 一般人にもわかりやすい表現

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1018

1016

中性子発生率 [n s-1]

60MW 原子炉1019

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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-25

-20

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-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

1018

1016

中性子発生率 [n s-1]

60MW 原子炉1019

1017

1015

1014

1013

1012

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20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1018

1016

60MW 原子炉1019

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

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1011

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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-10

-5

0

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1]

108

109

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106

105

104

103

102

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

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-5

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5

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

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106

105

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1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

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1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

10-2

10-3

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 49

-25

-20

-15

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-5

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5

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15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

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1013

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1011

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 50

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

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1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 51

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

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15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

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1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

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1011

1010

109

108

107

106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

10-2

10-3

10-4

10-5

10-6

10-7

10-8

10-9

Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 52

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

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10

1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

10-2

10-3

10-4

10-5

10-6

10-7

10-8

10-9

Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

特に「できる」という意味を定量化し共有

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 53

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

10-2

10-3

10-4

10-5

10-6

10-7

10-8

10-9

Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

特に「できる」という意味を定量化し共有

54

UCANS Union for Compact Accelerator-driven Neutron Sources

httpwwwucansorg

55

日本加速器中性子源協議会

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

56

日本加速器中性子源協議会

定量的な共通言語の確立

日本中性子科学会基礎基盤部会

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

57

日本加速器中性子源協議会 日本中性子科学会基礎基盤部会

CoNS Concepts of Neutron Sourceshttpswww2kekjpimsskenstopics201510201123html

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

58

日本加速器中性子源協議会 日本中性子科学会基礎基盤部会

CoNS Concepts of Neutron Sourceshttpswww2kekjpimsskenstopics201510201123html

NOP2017() July 2017

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 59

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減速体の表面S上での中性子流速 (S上での平均)

パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

ε領域の中性子の流速の立体角積分

減速効率

ε領域の中性子発生率

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 38

パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

減速効率

ε領域の中性子発生率

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 39

パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

減速効率

ε領域の中性子発生率

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

39

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

40

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

41

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

41

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 42

(例) 一般人にもわかりやすい表現

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1018

1016

中性子発生率 [n s-1]

60MW 原子炉1019

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

1018

1016

中性子発生率 [n s-1]

60MW 原子炉1019

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 45

-25

-20

-15

-10

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0

5

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15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1018

1016

60MW 原子炉1019

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 45

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

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102

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 46

-25

-20

-15

-10

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0

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10

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 47

-25

-20

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-5

0

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 47

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1]

108

109

107

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 48

-25

-20

-15

-10

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15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

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108

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 48

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

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15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 48

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

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ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 49

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5

10

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

10-2

10-3

10-4

10-5

10-6

10-7

10-8

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 50

-25

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

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10

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

10-2

10-3

10-4

10-5

10-6

10-7

10-8

10-9

Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 51

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

10-2

10-3

10-4

10-5

10-6

10-7

10-8

10-9

Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

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-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

10-2

10-3

10-4

10-5

10-6

10-7

10-8

10-9

Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

特に「できる」という意味を定量化し共有

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-25

-20

-15

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5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

10-2

10-3

10-4

10-5

10-6

10-7

10-8

10-9

Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

特に「できる」という意味を定量化し共有

54

UCANS Union for Compact Accelerator-driven Neutron Sources

httpwwwucansorg

55

日本加速器中性子源協議会

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

56

日本加速器中性子源協議会

定量的な共通言語の確立

日本中性子科学会基礎基盤部会

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

57

日本加速器中性子源協議会 日本中性子科学会基礎基盤部会

CoNS Concepts of Neutron Sourceshttpswww2kekjpimsskenstopics201510201123html

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

58

日本加速器中性子源協議会 日本中性子科学会基礎基盤部会

CoNS Concepts of Neutron Sourceshttpswww2kekjpimsskenstopics201510201123html

NOP2017() July 2017

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 59

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 38

パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

減速効率

ε領域の中性子発生率

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パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

減速効率

ε領域の中性子発生率

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核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

39

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

40

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

41

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

41

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 42

(例) 一般人にもわかりやすい表現

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1018

1016

中性子発生率 [n s-1]

60MW 原子炉1019

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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-25

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-10

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0

5

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15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

1018

1016

中性子発生率 [n s-1]

60MW 原子炉1019

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

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102

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20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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-25

-20

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0

5

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15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1018

1016

60MW 原子炉1019

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 45

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

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105

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102

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1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 47

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-20

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

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106

105

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103

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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-20

-15

-10

-5

0

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10

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1]

108

109

107

106

105

104

103

102

10

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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-20

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

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1013

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1011

1010

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

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1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

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1013

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1011

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

10-2

10-3

10-4

10-5

10-6

10-7

10-8

10-9

Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 49

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

10-2

10-3

10-4

10-5

10-6

10-7

10-8

10-9

Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

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-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

10-2

10-3

10-4

10-5

10-6

10-7

10-8

10-9

Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 51

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

10-2

10-3

10-4

10-5

10-6

10-7

10-8

10-9

Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 52

-25

-20

-15

-10

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5

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15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

10-2

10-3

10-4

10-5

10-6

10-7

10-8

10-9

Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

特に「できる」という意味を定量化し共有

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 53

-25

-20

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-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

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106

105

104

103

102

10

1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

10-2

10-3

10-4

10-5

10-6

10-7

10-8

10-9

Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

特に「できる」という意味を定量化し共有

54

UCANS Union for Compact Accelerator-driven Neutron Sources

httpwwwucansorg

55

日本加速器中性子源協議会

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

56

日本加速器中性子源協議会

定量的な共通言語の確立

日本中性子科学会基礎基盤部会

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

57

日本加速器中性子源協議会 日本中性子科学会基礎基盤部会

CoNS Concepts of Neutron Sourceshttpswww2kekjpimsskenstopics201510201123html

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

58

日本加速器中性子源協議会 日本中性子科学会基礎基盤部会

CoNS Concepts of Neutron Sourceshttpswww2kekjpimsskenstopics201510201123html

NOP2017() July 2017

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 59

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 39

パルス特性を含んだ中性子エネルギーの関数としての中性子流速

ε領域の中性子の流速

減速効率

ε領域の中性子発生率

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

39

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

40

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

41

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

41

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

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(例) 一般人にもわかりやすい表現

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1018

1016

中性子発生率 [n s-1]

60MW 原子炉1019

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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-25

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0

5

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15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

1018

1016

中性子発生率 [n s-1]

60MW 原子炉1019

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

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104

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102

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1

20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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-25

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1018

1016

60MW 原子炉1019

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 45

-25

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0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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-25

-20

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-10

-5

0

5

10

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 47

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

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103

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1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 47

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1]

108

109

107

106

105

104

103

102

10

1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 48

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

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1

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0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

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1015

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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-20

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-10

-5

0

5

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15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

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1013

1012

1011

1010

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108

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106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

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10-3

10-4

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 49

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-20

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

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10-3

10-4

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10-6

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10-8

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 50

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-20

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

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1010

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1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

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1010

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108

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

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1

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 51

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

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1010

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103

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

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1011

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108

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 52

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

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1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

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108

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

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1

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

特に「できる」という意味を定量化し共有

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-25

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

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1014

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108

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

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108

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

10-2

10-3

10-4

10-5

10-6

10-7

10-8

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

特に「できる」という意味を定量化し共有

54

UCANS Union for Compact Accelerator-driven Neutron Sources

httpwwwucansorg

55

日本加速器中性子源協議会

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

56

日本加速器中性子源協議会

定量的な共通言語の確立

日本中性子科学会基礎基盤部会

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

57

日本加速器中性子源協議会 日本中性子科学会基礎基盤部会

CoNS Concepts of Neutron Sourceshttpswww2kekjpimsskenstopics201510201123html

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

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日本加速器中性子源協議会 日本中性子科学会基礎基盤部会

CoNS Concepts of Neutron Sourceshttpswww2kekjpimsskenstopics201510201123html

NOP2017() July 2017

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

39

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核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

40

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

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MgF2

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時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

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(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

41

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

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核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

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MgF2

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時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

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(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

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Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 42

(例) 一般人にもわかりやすい表現

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中性子発生率 [n s-1]

60MW 原子炉1019

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20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

1018

1016

中性子発生率 [n s-1]

60MW 原子炉1019

1017

1015

1014

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1010

109

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107

106

105

104

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102

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1

20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

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60MW 原子炉1019

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20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

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105

104

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102

10

1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 47

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

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1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1]

108

109

107

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1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 48

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-20

-15

-10

-5

0

5

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15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

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102

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1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

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1011

1010

109

108

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 48

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

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1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

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1010

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

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10-3

10-4

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10-8

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 49

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-20

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-10

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0

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15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

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1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

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1011

1010

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108

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106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

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10-8

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 50

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

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1011

1010

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105

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1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

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108

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

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1

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 51

-25

-20

-15

-10

-5

0

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15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

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1011

1010

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

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1012

1011

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106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

10-2

10-3

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10-6

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 52

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

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108

107

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105

104

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

特に「できる」という意味を定量化し共有

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 53

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

10-2

10-3

10-4

10-5

10-6

10-7

10-8

10-9

Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

特に「できる」という意味を定量化し共有

54

UCANS Union for Compact Accelerator-driven Neutron Sources

httpwwwucansorg

55

日本加速器中性子源協議会

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

56

日本加速器中性子源協議会

定量的な共通言語の確立

日本中性子科学会基礎基盤部会

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

57

日本加速器中性子源協議会 日本中性子科学会基礎基盤部会

CoNS Concepts of Neutron Sourceshttpswww2kekjpimsskenstopics201510201123html

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

58

日本加速器中性子源協議会 日本中性子科学会基礎基盤部会

CoNS Concepts of Neutron Sourceshttpswww2kekjpimsskenstopics201510201123html

NOP2017() July 2017

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

40

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

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核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

41

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

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MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

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(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

41

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

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(例) 一般人にもわかりやすい表現

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中性子発生率 [n s-1]

60MW 原子炉1019

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20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

1018

1016

中性子発生率 [n s-1]

60MW 原子炉1019

1017

1015

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1010

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106

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1

20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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-25

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-15

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1018

1016

60MW 原子炉1019

1017

1015

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105

104

103

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1

20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 45

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0

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

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1013

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1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 46

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0

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

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106

105

104

103

102

10

1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 47

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 47

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-10

-5

0

5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

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1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1]

108

109

107

106

105

104

103

102

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1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 48

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-5

0

5

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15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

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1011

1010

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10

1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

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1015

1013

1012

1011

1010

109

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 48

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15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

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108

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1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

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106

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

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10-3

10-4

10-5

10-6

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10-8

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 49

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15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

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1010

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1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

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1011

1010

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

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10-8

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 50

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-20

-15

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-5

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5

10

15

見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

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1010

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

107

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 51

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-10

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10

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

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1011

1010

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108

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104

103

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

10-2

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 52

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

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1010

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108

107

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

特に「できる」という意味を定量化し共有

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 53

-25

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-10

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0

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

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1011

1010

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

10-2

10-3

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10-5

10-6

10-7

10-8

10-9

Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

特に「できる」という意味を定量化し共有

54

UCANS Union for Compact Accelerator-driven Neutron Sources

httpwwwucansorg

55

日本加速器中性子源協議会

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

56

日本加速器中性子源協議会

定量的な共通言語の確立

日本中性子科学会基礎基盤部会

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

57

日本加速器中性子源協議会 日本中性子科学会基礎基盤部会

CoNS Concepts of Neutron Sourceshttpswww2kekjpimsskenstopics201510201123html

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

58

日本加速器中性子源協議会 日本中性子科学会基礎基盤部会

CoNS Concepts of Neutron Sourceshttpswww2kekjpimsskenstopics201510201123html

NOP2017() July 2017

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

41

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

41

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 42

(例) 一般人にもわかりやすい表現

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1018

1016

中性子発生率 [n s-1]

60MW 原子炉1019

1017

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

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105

104

103

102

10

1

20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

1018

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中性子発生率 [n s-1]

60MW 原子炉1019

1017

1015

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106

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1

20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 45

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-15

-10

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0

5

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1018

1016

60MW 原子炉1019

1017

1015

1014

1013

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1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

10

1

20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 45

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0

5

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 46

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 47

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1]

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 48

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

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中性子発生率 [n s-1]

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

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1015

1013

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1011

1010

109

108

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 48

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

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ΔEE ~ 10-3

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 49

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

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+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

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1017

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

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J-PARCJSNS (1MW)

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LENS

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利用中性子数 [arb unit]

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 50

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 51

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

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利用中性子数 [arb unit]

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1

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 52

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

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+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

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1

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

特に「できる」という意味を定量化し共有

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 53

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

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10-6

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10-8

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

特に「できる」という意味を定量化し共有

54

UCANS Union for Compact Accelerator-driven Neutron Sources

httpwwwucansorg

55

日本加速器中性子源協議会

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

56

日本加速器中性子源協議会

定量的な共通言語の確立

日本中性子科学会基礎基盤部会

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

57

日本加速器中性子源協議会 日本中性子科学会基礎基盤部会

CoNS Concepts of Neutron Sourceshttpswww2kekjpimsskenstopics201510201123html

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

58

日本加速器中性子源協議会 日本中性子科学会基礎基盤部会

CoNS Concepts of Neutron Sourceshttpswww2kekjpimsskenstopics201510201123html

NOP2017() July 2017

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 59

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori)

核標的 減速体 輸送光学系 検出器 信号処理 解析加速器イオン源中性子源

計測装置

陽子電子γ線laser

(pn)

制動輻射(γn)

spallation

none

H2O

固体H2

D2O

固体D2

He-II

hellip hellip

MgF2

hellip

時間時間 波高同時計測

積分リスト複合

none

guide

集束時間集束偏極

none

核偏極温度磁場圧力

0-dim

x (1D)

(xy) (2D)

偏極複合

hellip hellip hellip

hellip hellip

(lsquoEfficacyrsquo)(Source Power)

41

Source Instrument Interpretation

matchingoptimization

FigureOfMerit

Significance

Emittance Acceptance matchingoptimization

Analysis Theory

Mathematics

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 42

(例) 一般人にもわかりやすい表現

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 43

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中性子発生率 [n s-1]

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20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

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中性子発生率 [n s-1]

60MW 原子炉1019

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20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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-127 (満月)

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+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

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60MW 原子炉1019

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J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 47

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

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LENS

NUANS (1kW p+Be)

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1]

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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-127 (満月)

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中性子発生率 [n s-1]

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

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中性子発生率 [n s-1]

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

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利用中性子数 [arb unit]

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 49

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

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+55 (天王星)

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+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

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J-PARCJSNS (1MW)

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LENS

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Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 50

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

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J-PARCJSNS (1MW)

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LENS

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利用中性子数 [arb unit]

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ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 51

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

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LENS

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利用中性子数 [arb unit]

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 52

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

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+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

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中性子発生率 [n s-1]

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

特に「できる」という意味を定量化し共有

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 53

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

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1

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

特に「できる」という意味を定量化し共有

54

UCANS Union for Compact Accelerator-driven Neutron Sources

httpwwwucansorg

55

日本加速器中性子源協議会

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

56

日本加速器中性子源協議会

定量的な共通言語の確立

日本中性子科学会基礎基盤部会

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

57

日本加速器中性子源協議会 日本中性子科学会基礎基盤部会

CoNS Concepts of Neutron Sourceshttpswww2kekjpimsskenstopics201510201123html

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

58

日本加速器中性子源協議会 日本中性子科学会基礎基盤部会

CoNS Concepts of Neutron Sourceshttpswww2kekjpimsskenstopics201510201123html

NOP2017() July 2017

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(例) 一般人にもわかりやすい表現

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中性子発生率 [n s-1]

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-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

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中性子発生率 [n s-1]

60MW 原子炉1019

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20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

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LENS NUANS (42kW p+Li)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 45

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-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

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60MW 原子炉1019

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20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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-127 (満月)

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+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 47

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1]

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 48

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

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中性子発生率 [n s-1]

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 49

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

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+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

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中性子発生率 [n s-1]

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

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J-PARCJSNS (150kW)

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利用中性子数 [arb unit]

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 50

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

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中性子発生率 [n s-1]

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

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利用中性子数 [arb unit]

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ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 51

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

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利用中性子数 [arb unit]

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 52

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

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中性子発生率 [n s-1]

1016

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

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1011

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109

108

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

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1

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

特に「できる」という意味を定量化し共有

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 53

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

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1

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10-8

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

特に「できる」という意味を定量化し共有

54

UCANS Union for Compact Accelerator-driven Neutron Sources

httpwwwucansorg

55

日本加速器中性子源協議会

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

56

日本加速器中性子源協議会

定量的な共通言語の確立

日本中性子科学会基礎基盤部会

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

57

日本加速器中性子源協議会 日本中性子科学会基礎基盤部会

CoNS Concepts of Neutron Sourceshttpswww2kekjpimsskenstopics201510201123html

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

58

日本加速器中性子源協議会 日本中性子科学会基礎基盤部会

CoNS Concepts of Neutron Sourceshttpswww2kekjpimsskenstopics201510201123html

NOP2017() July 2017

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 59

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 43

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LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

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中性子発生率 [n s-1]

60MW 原子炉1019

1017

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20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

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60MW 原子炉1019

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20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 45

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-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

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-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 47

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1]

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109

107

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105

104

103

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1

J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 48

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0

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 48

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

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1

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

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1011

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

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1

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ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 49

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

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1010

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108

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 50

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 51

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

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10-8

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

特に「できる」という意味を定量化し共有

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 53

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

1012

1011

1010

109

108

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

特に「できる」という意味を定量化し共有

54

UCANS Union for Compact Accelerator-driven Neutron Sources

httpwwwucansorg

55

日本加速器中性子源協議会

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

56

日本加速器中性子源協議会

定量的な共通言語の確立

日本中性子科学会基礎基盤部会

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

57

日本加速器中性子源協議会 日本中性子科学会基礎基盤部会

CoNS Concepts of Neutron Sourceshttpswww2kekjpimsskenstopics201510201123html

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

58

日本加速器中性子源協議会 日本中性子科学会基礎基盤部会

CoNS Concepts of Neutron Sourceshttpswww2kekjpimsskenstopics201510201123html

NOP2017() July 2017

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

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中性子発生率 [n s-1]

60MW 原子炉1019

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20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

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60MW 原子炉1019

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20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

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J-PARCJSNS (150kW)

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NUANS (1kW p+Be)

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-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 47

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

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NUANS (1kW p+Be)

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1]

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105

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103

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

1015

1014

1013

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

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1017

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

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ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

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J-PARCJSNS (1MW)

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LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 51

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

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J-PARCJSNS (1MW)

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LENS

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利用中性子数 [arb unit]

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

特に「できる」という意味を定量化し共有

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

1017

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1014

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

1014

1015

1013

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1011

1010

109

108

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

10-1

1

10-2

10-3

10-4

10-5

10-6

10-7

10-8

10-9

Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

特に「できる」という意味を定量化し共有

54

UCANS Union for Compact Accelerator-driven Neutron Sources

httpwwwucansorg

55

日本加速器中性子源協議会

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

56

日本加速器中性子源協議会

定量的な共通言語の確立

日本中性子科学会基礎基盤部会

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

57

日本加速器中性子源協議会 日本中性子科学会基礎基盤部会

CoNS Concepts of Neutron Sourceshttpswww2kekjpimsskenstopics201510201123html

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

58

日本加速器中性子源協議会 日本中性子科学会基礎基盤部会

CoNS Concepts of Neutron Sourceshttpswww2kekjpimsskenstopics201510201123html

NOP2017() July 2017

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

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60MW 原子炉1019

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20MW 原子炉J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS NUANS (42kW p+Li)

NUANS (1kW p+Be)

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

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J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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-127 (満月)

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中性子発生率 [n s-1]

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NUANS (1kW p+Be)

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-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

1016

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1]

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NUANS (1kW p+Be)

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-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

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中性子発生率 [n s-1]

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

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-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

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ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

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見かけの実視等級-267 (太陽)

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-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

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NUANS (1kW p+Be)

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ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

特に「できる」という意味を定量化し共有

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-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

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中性子発生率 [n s-1]

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

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10-8

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

特に「できる」という意味を定量化し共有

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UCANS Union for Compact Accelerator-driven Neutron Sources

httpwwwucansorg

55

日本加速器中性子源協議会

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

56

日本加速器中性子源協議会

定量的な共通言語の確立

日本中性子科学会基礎基盤部会

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

57

日本加速器中性子源協議会 日本中性子科学会基礎基盤部会

CoNS Concepts of Neutron Sourceshttpswww2kekjpimsskenstopics201510201123html

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

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日本加速器中性子源協議会 日本中性子科学会基礎基盤部会

CoNS Concepts of Neutron Sourceshttpswww2kekjpimsskenstopics201510201123html

NOP2017() July 2017

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+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

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NUANS (1kW p+Be)

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+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

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中性子発生率 [n s-1]

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

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ΔEE ~ 10-3

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この換算は手法に大きく依存する

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+202 (ポラリス)

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この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

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ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

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-127 (満月)

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+202 (ポラリス)

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中性子発生率 [n s-1]

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この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

特に「できる」という意味を定量化し共有

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J-PARCJSNS (1MW)

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

特に「できる」という意味を定量化し共有

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UCANS Union for Compact Accelerator-driven Neutron Sources

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日本加速器中性子源協議会

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

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東北大学

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定量的な共通言語の確立

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日本加速器中性子源協議会 日本中性子科学会基礎基盤部会

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-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

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+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

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中性子発生率 [n s-1]

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+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

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この換算は手法に大きく依存する

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この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

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この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

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+202 (ポラリス)

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日本加速器中性子源協議会

定量的な共通言語の確立

日本中性子科学会基礎基盤部会

北海道大学

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 59

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+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1]

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+202 (ポラリス)

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中性子発生率 [n s-1]

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この換算は手法に大きく依存する

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ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

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-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

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ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

特に「できる」という意味を定量化し共有

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

特に「できる」という意味を定量化し共有

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UCANS Union for Compact Accelerator-driven Neutron Sources

httpwwwucansorg

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 49

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

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この換算は手法に大きく依存する

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見かけの実視等級-267 (太陽)

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-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

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+79 (海王星)

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中性子発生率 [n s-1]

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この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 51

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この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

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この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

特に「できる」という意味を定量化し共有

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

特に「できる」という意味を定量化し共有

54

UCANS Union for Compact Accelerator-driven Neutron Sources

httpwwwucansorg

55

日本加速器中性子源協議会

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

56

日本加速器中性子源協議会

定量的な共通言語の確立

日本中性子科学会基礎基盤部会

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

57

日本加速器中性子源協議会 日本中性子科学会基礎基盤部会

CoNS Concepts of Neutron Sourceshttpswww2kekjpimsskenstopics201510201123html

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

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日本加速器中性子源協議会 日本中性子科学会基礎基盤部会

CoNS Concepts of Neutron Sourceshttpswww2kekjpimsskenstopics201510201123html

NOP2017() July 2017

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見かけの実視等級-267 (太陽)

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この換算は手法に大きく依存する

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 50

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この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 51

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この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

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この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

特に「できる」という意味を定量化し共有

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J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

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ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

特に「できる」という意味を定量化し共有

54

UCANS Union for Compact Accelerator-driven Neutron Sources

httpwwwucansorg

55

日本加速器中性子源協議会

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

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KEK JAEA

東京大学

56

日本加速器中性子源協議会

定量的な共通言語の確立

日本中性子科学会基礎基盤部会

北海道大学

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KEK JAEA

東京大学

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日本加速器中性子源協議会 日本中性子科学会基礎基盤部会

CoNS Concepts of Neutron Sourceshttpswww2kekjpimsskenstopics201510201123html

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CoNS Concepts of Neutron Sourceshttpswww2kekjpimsskenstopics201510201123html

NOP2017() July 2017

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Title(名古屋大学加速器中性子源(NUANS)と新中性子源検討) Conf(京大炉におけるビーム利用のための次期中性子源検討IV) Date(20161227) At(Kumatori) 59

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

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LENS

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

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+202 (ポラリス)

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中性子発生率 [n s-1]

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J-PARCJSNS (1MW)

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この換算は手法に大きく依存する

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この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

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ΔEE ~ 10-3

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ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

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この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

特に「できる」という意味を定量化し共有

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-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

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中性子発生率 [n s-1]

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

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NUANS (1kW p+Be)

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Ω le 10-4 sr

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ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

特に「できる」という意味を定量化し共有

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UCANS Union for Compact Accelerator-driven Neutron Sources

httpwwwucansorg

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日本加速器中性子源協議会

北海道大学

J-PARC理化学研究所

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京都大学

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名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

北海道大学

J-PARC理化学研究所

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日本加速器中性子源協議会

定量的な共通言語の確立

日本中性子科学会基礎基盤部会

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日本加速器中性子源協議会 日本中性子科学会基礎基盤部会

CoNS Concepts of Neutron Sourceshttpswww2kekjpimsskenstopics201510201123html

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日本加速器中性子源協議会 日本中性子科学会基礎基盤部会

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この換算は手法に大きく依存する

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この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

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この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

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この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

特に「できる」という意味を定量化し共有

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

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ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

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54

UCANS Union for Compact Accelerator-driven Neutron Sources

httpwwwucansorg

55

日本加速器中性子源協議会

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

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CoNS Concepts of Neutron Sourceshttpswww2kekjpimsskenstopics201510201123html

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+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

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中性子発生率 [n s-1]

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この換算は手法に大きく依存する

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Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

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共有すること

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+202 (ポラリス)

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

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共有すること

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見かけの実視等級-267 (太陽)

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+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

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+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

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この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

LENS

NUANS (1kW p+Be)

利用中性子数 [arb unit]

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

+1365 (冥王星)

中性子発生率 [n s-1]

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J-PARCJSNS (1MW)

J-PARCJSNS (150kW)

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

特に「できる」という意味を定量化し共有

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

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中性子発生率 [n s-1]

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

特に「できる」という意味を定量化し共有

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UCANS Union for Compact Accelerator-driven Neutron Sources

httpwwwucansorg

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日本加速器中性子源協議会

北海道大学

J-PARC理化学研究所

大阪大学

京都大学

九州大学

東北大学

名古屋大学

KEK JAEA

東京大学

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CoNS Concepts of Neutron Sourceshttpswww2kekjpimsskenstopics201510201123html

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

ΔE rarr infin

この換算は手法に大きく依存する

目的に応じた Figure Of Merit (利得関数)を明らかにすること

共有すること

特に「できる」という意味を定量化し共有

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見かけの実視等級-267 (太陽)

-127 (満月)

-60 (SN1054)-47 (金星)-30 (火星)-146 (シリウス)+003 (ベガ)

+202 (ポラリス)

+55 (天王星)

+79 (海王星)

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減速体表面中性子流束 [n cm-2 s-1 sr-1 eV-1]

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Ω le 10-4 sr

ΔEE ~ 10-3

Ω rarr 10-1 sr

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この換算は手法に大きく依存する

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中性子発生率 [n s-1]

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