中性子スピン干渉計を用いた金属中水素濃度分布の測定

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14580541
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 田崎 誠司 京都大学, 原子炉実験所, 助教授 (40197348)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 河合 武 京都大学, 原子炉実験所, 教授 (20027436) ; 日野 正裕 京都大学, 原子炉実験所, 助手 (70314292) ; 川端 祐司 京都大学, 原子炉実験所, 助教授 (00224840)
• Keywords: 低速中性子 / 中性子スピン干渉 / 中性子スピンスプリッター / 水素吸蔵合金 / 光学ポテンシャル

Research Abstract

本研究の目的は、中性子のスピン干渉現象を応用して、京都大学原子炉実験所で開発した中性子多層膜スピンスプリッターのギャップ層に水素吸蔵物質を用い、水素雰囲気の圧力を変化させて薄膜状水素吸蔵物質の水素吸蔵量の変化を精密に測定することである。多層膜スピンスプリッターとは、基板上に非磁気ミラー、ギャップ層、磁気ミラーを積層させ、中性子を反射するデバイスで、磁場に平行・反平行スピン状態の中性子がこれに入射すると、平行成分は磁気ミラーにより、また反平行成分は非磁気ミラーによって反射されるため、両スピン成分間にギャップ層厚さおよび中性子に対する屈折率に比例した位相差が導入される。本研究ではギャップ層に水素吸蔵物質を用いるが、水素が吸蔵されると屈折率が変化し、その結果スピン干渉縞がシフトする。この干渉縞のシフトから吸蔵された水素量が精密に測定される。本年度はこの目的に沿って、1.中性子スピン干渉計の整備を行い、2.水素雰囲気を作るための容器の設計・製作を行い、3.水素吸蔵物質の選定を行った。水素吸蔵物質としては、多層膜スピンスプリッターのギャップ層を形成させるために、真空蒸着で平坦な薄膜が期待できるPd、TiCrV系およびLaNi系水素吸蔵合金を用いることとした。次年度にはこれらの試料を用い、多層膜スピンスプリッターの製作・中性子スピン干渉計における測定を行う予定である。