ビーム物理学分科では、加速器およびその要素技術の研究開発、加速器を用いた荷電粒 子と電磁場の相互作用・荷電粒子ビーム・中性子ビームの物理に関する研究を行っている。 [中性子光学と超冷中性子加速器] 中性子電気双極子モーメントの測定 （高エネルギー加速器研究機構、名古屋大学との共同研究） 素粒子標準理論を超える物理を探索する手段の一つに中性子の電気双極子 モーメント(EDM)の測定がある。中性子電気双極子モーメントの測定は 250neV以下の低エネルギーの超冷中性子(UCN)を容器中に封入し、 電磁場 に対する中性子スピン歳差運動のわずかな回転数の違いを測定する。我々の 実験計画の特色はJ-PARCの大強度陽子パルスの特性を利用したパルスUCN を中性子加速器（リバンチャー）により生成直後の高密度UCN バンチ構造 を容器位置で回復させる。これにより実験容器中において高密度UCN蓄積 を実現し、EDM測定の際の系統誤差、統計誤差を減らすことができる。 冷中性子寿命測定 J-PARCBL05 での実証実験 2.0kW （名古屋大学との共同研究） 現在の中性子寿命の実験値を適用した ビッグバン元素合成理論による計算値は、 天文観測結果と有意の誤差がある。実験 容器内のβ崩壊する中性子を放出電子の 検出で計測し、元の中性子の数との比か ら中性子の寿命を計算する。J-PARCの 高強度中性子ビームを用いて高精度寿命 測定を目指す。 外輪磁石支持 ベアリング モーター 外輪磁石 内輪磁石 強度変調型永久六極磁石 リバンチャーRF 共振器の内部 冷中性子(VCN)収束実験 （高エネルギー加速器研究機構との共同研究） 中性子発生から使用場所までの高効率のビーム輸 送、ビーム強度調整など、中性子ビームの利用にお いてビーム集束は重要な要素である。中性子スピン と六極磁場勾配との相互作用を用いた中性子集束 用磁石を研究している。永久磁石を用いて固定内輪 と外輪の回転機構による強度変調型六極磁石を試 作し、小型装置での中性子小角散乱実験での高分 解能測定に成功した。 [小型中性子源及び小型イオン源] 日本国内には小規模の中性子実験施設がほとんどなく、中性子ビームの需要の高ま りからハンドリングの良い小型中性子源の開発は急務である。我々の研究室では 7Li(p,n)7Beなどの反応を利用した小型中性子源の主要素の１つである小型イオン 源の研究開発を行なっている。 ECR水素イオン源 レーザーイオン源 永久磁石を用いたECR 水素イオン源(H+)の研 究を進めている。水素ガ ス注入システム、プラズ マチェンバーの電磁場設 計、形状、素材など各 要素の最適化により小 型化と同時に性能向上 を実現する。 （ブルックヘブン国立 研究所との共同研究） 短パルスレーザーをター ゲットに照射し、プラズ マ化させ、イオンビーム を高周波電場でして取出 す。エネルギー効率の高 い超小型イオン加速器の 実用化を目指す。 試作ECRイオン源（下流より） ECRイオン源の ビームマススペクトル 試作レーザーイオン源 [超伝導加速器の要素技術開発] 超伝導加速空胴の非破壊検査 最終収束 （高エネルギー加速器研究機構との共同研究） 超伝導加速空胴の加速勾配の上限は空胴内の 表面または表層の状態（欠陥）に依存しており、 非破壊検査は重要な工程となっている。過流探 傷による空胴成形前のニオブ板の欠陥検査、加 速空胴の性能検査時における超伝導温度環境で の欠陥からの発熱、X線の高精度マッピングに よる欠陥探索、超小型X線源および中性子線に よるニオブの透過イメージングなどの非破壊検 査技術の開発をしている。 （高エネルギー加速器研究機構との共同研究） ＩＬＣ（国際リニアコライダー）計画の最終集束では nm オーダーのビームを交差角 14mradで衝突させる。 衝突点を抜けたビームは最終集束磁石の横を通過するた め、超強力永久磁石の特性を活用し小型で微細振動の ない強力な最終集束レンズを開発している。さらに Gluckstern's model の５つリング型四極磁石を相対的 に回転させ、ビームのX-Yカップリングの影響を打ち消 すことを実現している。 ILCニオブ製９セル空洞 チタン製液体ヘリウム容器に設置 超伝導スポーク空胴 （JAEAとの共同研究） 共振周波数を同じにした場合、楕円型空胴よりも直径 が小さく、カプラーなどを軸上におかなくて済むため、 小型化に有利なスポーク空胴を研究している。スポーク 空胴は他にも空胴周波数の変動が小さく、電界分布調 整が容易なことなど加速器として運用時の利点も大きい。 ニオブ製スポーク空胴の試作までを行う予定である。 高分解能内面観察装置（KYOTO-camera） 小型X線透過イメージング装置
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