2020 Fiscal Year Annual Research Report
Development and application of neutron focusing optical device by multilayer mirror sheets
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18H01917
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
日野 正裕 京都大学, 複合原子力科学研究所, 准教授 (70314292)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
細畠 拓也 国立研究開発法人理化学研究所, 光量子工学研究センター, 上級研究員 (00733411)
山形 豊 国立研究開発法人理化学研究所, 光量子工学研究センター, チームリーダー (70261203)
小田 達郎 東京大学, 物性研究所, 助教 (70782308)
吉永 尚生 京都大学, 複合原子力科学研究所, 技術職員 (90795535)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 中性子光学 / 多層膜 / 低速中性子集光 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
中性子科学の飛躍的な向上に寄与する新中性子集光デバイスを生み出し、低速中性子制御の新手法を打ち立てることを目指す。
具体的には、中性子反射性能を持つ多層膜だけで構成された自立膜（多層膜中性子ミラーシート）を用いて、今までにない強集光デバイス開発を目指した。結晶では実現不可能なワイドバンドで世界最高の反射性能を持つ多層膜中性子ミラーシート製作するため、多層膜ミラーの大面積化、反射性能向上及び膜応力の制御を行うための中間層の開発等を行った。
平面状のシートから目的とする曲面を構築することで、集光デバイスの製作スピードの飛躍的な向上を試みたが、形状精度を維持することが非常に困難であった。そこで凸型鏡面金属マンドリルを用いた成膜も試みたが、成膜スピードが遅いだけではなく、成膜装置への負荷が非常に大きくなり、装置の連続故障の原因になる等、多層膜中性子ミラーシートによる実用的なデバイスの実現が困難となった。
一方、マンドリルの製作等、金属基板の加工技術は様々な形状に展開可能であり、量産プロセスも進展した。そこで、反射性能向上及び膜応力の制御を行うための知見を活かし、凹型の鏡面金属基板に直接成膜する集光スーパーミラーの開発を行った。高臨界角かつ高反射率な世界最高レベルの2次元中性子集光スーパーミラー開発に成功するとともに、量産化に関わるプロセスも確認した。さらに新たな中性子散乱手法である集光TOF-MIEZE測定法の可能性も実験的に示した。
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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