R&D on High-Performance Helium-3 Polarizing Technique and Polarized Helium-3 Neutron Spin Filter

• Project/Area Number: 24710105
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Research Field: Quantum beam science
• Research Institution: 一般財団法人総合科学研究機構(総合科学研究センター(総合科学研究室)及び東海事業センター(利用研究促進部))
• Principal Investigator: KIRA HIROSHI 一般財団法人総合科学研究機構(総合科学研究センター(総合科学研究室)及び東海事業, 利用研究促進部, 技師 (50400239)
• Project Period (FY): 2012-04-01 – 2016-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2015)
• Budget Amount: ¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000); Fiscal Year 2014: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2013: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000); Fiscal Year 2012: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
• Keywords: ヘリウム3偏極 / 中性子偏極デバイス / 偏極中性子 / デバイス開発 / 核偏極 / 磁気シールド

Outline of Final Research Achievements

In helium-3 nuclear spin polarization by the spin exchange optical pumping (SEOP) method, the low density of Rb used in the process of polarization is one of the factors that limit performance. Therefore, I proposed a new method that uses alkali metal loaded in zeolite in the SEOP method, and I conducted a demonstration experiment. I also proceeded with the development of the polarized 3He neutron spin analyzer which can cover large solid angle detector banks. This polarized 3He neutron spin analyzer has been determined to be installed to a small angle neutron scattering instrument in J-PARC.

Research Products

• [Journal Article] Demonstration Study of Small-Angle Polarized Neutron Scattering Using Polarized 3He Neutron Spin Filter (2015)
  • Author(s): H. Kira, H. Hayashida, H. Iwase, K. Ohishi, J. Suzuki, T. Oku, K. Sakai, K. Hiroi, S. Takata, T. Ino, K. Ohoyama, M. Ohkawara, T. Shinohara, K. Kakurai, K. Aizawa, M. Arai
  • Journal Title: JPS Conference Proceedings Volume: 8 Pages: 036008-036008
  • DOI: 10.7566/jpscp.8.036008
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Magnetic Shield Design of In-situ SEOP Polarized 3He Neutron Spin Filter System (2013)
  • Author(s): H.Kira, Y.Sakaguchi, J.Suzuki et. al,
  • Journal Title: Physics Procedia Volume: 42 Pages: 200-205
  • DOI: 10.1016/j.phpro.2013.03.195
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Offline SEOP方式偏極ヘリウム3ガス中性子スピンフィルター用の磁場環境の設計 (2016)
  • Author(s): 吉良弘, 林田洋寿, 奥隆之, 酒井健二, 廣井孝介, 猪野隆, 大河原学, 大山研司, 大石一城, 岩瀬裕希, 鈴木純市, 高田慎一, 加倉井和久
  • Organizer: 第7回MLFシンポジウム
  • Place of Presentation: 茨城県つくば市
  • Year and Date: 2016-03-15
• [Presentation] 偏極 3He 中性子スピンフィルターを使った偏極中性子小角散乱デモ実験 (2014)
  • Author(s): 吉良弘、林田洋寿、岩瀬裕希、大石一城、鈴木淳市、奥隆之、酒井健二、廣井孝介、高田慎一、猪野隆、大山研司、大河原学、加倉井和久、相澤一也、新井正敏
  • Organizer: 日本中性子科学会第14回年会
  • Place of Presentation: 北海道札幌市
  • Year and Date: 2014-12-11 – 2014-12-12
• [Presentation] In-situ SEOP型偏極3He中性子スピンフィルターの実用化に関する研究 (2014)
  • Author(s): 吉良弘, 坂口佳史, 奥隆之, 酒井健二, 林田洋寿, 篠原武尚, 猪野隆, 有本靖, 大山研司, 中村充孝, 鈴木淳市, 清水裕彦, 新井正敏, 遠藤康夫, 加倉井和久
  • Organizer: 物構研サイエンスフェスタ2013/第5回MLFシンポジウム/第31回PFシンポジウム
  • Place of Presentation: 茨城県つくば市
• [Presentation] In-situ SEOP方式偏極3He中性子スピンフィルターの応用と磁気シールドの開発 (2014)
  • Author(s): 吉良弘, 坂口佳史, 鈴木淳市, 奥隆之, 林田洋寿, 酒井健二, 中村充孝, 新井正敏, 遠藤康夫, 加倉井和久, 有本靖, 猪野隆, 大河原学, 大山研司, 清水裕彦
  • Organizer: 物構研サイエンスフェスタ2013/第5回MLFシンポジウム/第31回PFシンポジウム
  • Place of Presentation: 茨城県つくば市
• [Presentation] In-situ SEOP型偏極3He中性子スピンフィルターの実用化に関する研究 (2013)
  • Author(s): 吉良弘, 坂口佳史, 奥隆之, 酒井健二, 林田洋寿, 篠原武尚、猪野隆, 有本靖, 大山研司, L-J Chang, 中村充孝, 鈴木淳市, 清水裕彦, 新井正敏, 遠藤康夫, 加倉井和久
  • Organizer: 金研ワークショップ「偏極中性子非弾性散乱の新展開」
  • Place of Presentation: 宮城県仙台市
• [Presentation] In-situ SEOP方式偏極3He中性子スピンフィルターの応用と磁気シールドの開発 (2013)
  • Author(s): 吉良弘, 坂口佳史, 鈴木淳市, 奥隆之, 林田洋寿, 酒井健二, 中村充孝, 新井正敏, 遠藤康夫, 加倉井和久, 有本靖, 猪野隆, 大河原学, 大山研司, 清水裕彦
  • Organizer: 日本中性子科学会第１3回年会
  • Place of Presentation: 千葉県柏市
• [Presentation] In-situ SEOP方式3He偏極フィルター用磁気シールドの設計 (2012)
  • Author(s): 吉良弘
  • Organizer: 日本中性子科学会
  • Place of Presentation: 京都市
• [Presentation] Magnetic Shield Design of In-situ SEOP Polarized 3He Neutron Spin Filter System (2012)
  • Author(s): H.Kira
  • Organizer: 9th International workshop on Polarised Neutrons in Condensed Matter Investigations
  • Place of Presentation: フランス国パリ市