用語解説｜J-PARCデーターベース｜大強度陽子加速器施設J-PARC「企業向け」

用語解説

J-PARC（大強度陽子加速器施設）関連用語集

【あ】

【か】

【さ】

【た】

【な】

【は】

【ま】

【や】

【ら】

【わ】

その他の関連用語

【あ】

ISIS（アイシス）: 英国のラザフォードアップルトン研究所（RAL）が所有しているパルス中性子源実験施設。名前の由来は、古代エジプトの女神「イシス」からである。陽子エネルギー0.8GeV（800MeV）、出力160kW。J-PARC、SNSが建設されるまでは、パルス中性子源としては、世界一の中性子強度を有する施設であった。
なお、 ISISでは2007年12月に第2ターゲット施設が運転を開始した。陽子エネルギー0.8GeV（800MeV）、出力は48kWとあまり高くないが、パルスの数を間引いて1パルスあたりの強度を高め、長波長の中性子を利用した実験に有利な特徴を有している。

【え】

SNS（エス．エヌ．エス）: 米国のテネシー州オークリッジ国立研究所に建設されたパルス中性子源。Spallation Neutron Source（核破砕中性子源）の頭文字を取ってSNSと称される。
陽子エネルギー1GeV、中性子源の出力は1.4MW。予算1.41B$（約1,550億円）で2000年度に建設着手、2006年から稼動を開始した。2008年4月に300kWの出力を達成し、ISISの出力を上回って世界最高出力の中性子源となった。
エネルギースペクトル）: グラフの横軸に粒子や光の持つエネルギー（波長）をとり、縦軸にそのエネルギー（波長）をもつ粒子や光の数がいくつあるか（強度）、を示したものをエネルギースペクトル（速度分布）という。
例えば太陽光をプリズム分光器で分散させると、赤から紫までの連続的な光が見えるが、これが連続的な太陽光のエネルギースペクトルである。またナトリウムランプからの光はある特定のエネルギー（波長）だけを示す単色エネルギースペクトルである。

【し】

JRR-3（ジェイアールアール3）:   日本原子力研究開発機構原子力科学研究所内にある研究用原子炉。我が国初の国産研究炉として1962年に初臨界を迎えたが、1985年より高性能化のための改造工事を行った。改造後の原子炉は1990年の初臨界を経て最高熱出力20MWで運転を開始した。
  我が国で最も強力な中性子を発生する研究用原子炉として、微量元素分析や中性子構造解析、ラジオグラフィや即発ガンマ線分析などの研究が行われているほか、大口径（直径150mm）高性能シリコン半導体の製造、がん治療などに使用する医療用アイソトープ（イリジウム¹⁹²、金¹⁹⁸など）の製造にも利用されている。
  中性子利用ビームポートは炉室内に7本、ビームホール内に5本設置され、それぞれに計測・実験装置が設置されている。最大熱中性子束は3.0×10¹⁸m^-2・秒^-1、炉室内熱中性子導管端熱中性子束は1.0×10¹³m^-2・秒^-1、ビームホール内熱中性子導管端熱中性子束は1.2×10¹²m^-2・秒^-1、同冷中性子束は2.0×10¹²m^-2・秒^-1。運転は1サイクル26日間で年間6～7サイクル運転する。

【と】

特定先端大型研究施設の共用の促進に関する法律: 特定先端大型研究施設の共用を促進するための措置を講ずることにより、研究等の基盤の強化を図ると共に、研究等に係る機関及び研究者等の相互交流による研究者等の多様な知識の融合を図り、もって科学技術の振興に寄与することを目的としている。現在、次世代スーパーコンピュータ、SPring-8、X線自由電子レーザーが対象施設となっている。

【は】

バッファタンク: 液体や気体を一時的に貯めておくためのタンク。

【ひ】

PFI（ピー・エフ・アイ）: Private Finance Initiativeの略。公共施設等の建設、維持管理、運営等を民間の資金、経営能力及び技術的能力を活用して行う手法。

【ふ】

フライホイール: 物体の回転運動の形でエネルギー（電力）を蓄えておき、必要な時に回転運動のエネルギーで電力を発生させる装置。J-PARCの50GeVシンクロトロンは、3GeVで入射した陽子ビームを50GeVに加速するということを約0.3Hz（約3秒間に1回）で繰り返す。これに応じて電磁石磁場を繰り返し上げ下げしなければならない。そのために生じる電力変動を低減し平滑化するためにフライホイールが用いられる。
J-PARCのような大電力を使用する設備は、急激な電力変動を伴うと、受電している電力系統（送電線などを流れている電気）に変動を及ぼし、その系統に接続されている工場の設備や家庭電化製品などに影響を与える恐れがある。そのため事前に十分な電力系統解析を行い、影響を与えない範囲、条件で受電するが、その影響をさらに低減化させるためには、フライホイールなどの装置が必要になる場合がある。

【へ】

PET（ペット）:   Positron Emission Tomographyのこと。「陽電子放射断層撮影」と訳す。核医学画像診断法の一つで、陽電子（ポジトロン）放出核種を利用する断層映像法をいう。電子－陽電子の対消滅によって互いに反対方向に放出される一対の消滅ガンマ線(511keV)を同時計数法によって検出し画像化する。
  がん細胞は盛んに細胞分裂を行っているため、通常細胞に比べて数倍のブドウ糖をエネルギーとして取り込んでいる。ブドウ糖に近い成分であるFDG（フルオロデオキシグルコース）などに標識として陽電子放出核種を組み込んだ薬剤（標識薬剤）を体内に注射する。するとFDGは細胞分裂が盛んなところ、すなわちがん細胞に多く集まり、そこで標識から発生する陽電子が身体中の電子と対消滅によりガンマ線を発生する。それをガンマ線カメラで検出して断層写真（CT写真）を撮影することで、X線などでは発見されにくい1mm程度の小さながんまで精度良く発見することが可能になっている。
  しかし標識薬剤は尿として排出されるため、PETでは尿が集まる腎臓や膀胱などのがんを調べることは不得意である。
  また、脳細胞も盛んにブドウ糖を消費しているため、脳の局所機能の検査やアルツハイマー病の診断などにも応用されている。
ベロー（またはベローズ）:   配管と配管のつなぎ目などを接続している、波状に加工された管。「蛇腹」とも呼んでいる。
  ベローは伸縮させることができるため、温度差や振動などによる材料の伸び縮みで生じるズレを吸収したり、ベロー内部の容積を変化させて圧力を吸収したり一定に保つことなどができる。
  楽器のアコーディオンの蛇腹部分もベロ－構造の一種であり、容積を変化させて空気を楽器に送り込む働きをしている。

【わ】

W（ワット）: 電力を表す単位で、電流をアンペア（A）、電圧をボルト（V）で表した場合、その積がワット（W）である。加速器のビーム出力の単位としても用いられ、その場合、ビーム電流をアンペア（A）、ビームエネルギーを電子ボルト（eV）で表してその積がワット（W）となる。MWはメガワットと読み、百万ワットを表す。核破砕反応によって生じる中性子ビームの強度はほぼ陽子ビームのワット数に比例する。