Development and application of neutron focusing optical device by multilayer mirror sheets

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 18H01917
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 31010:Nuclear engineering-related
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: Hino Masahiro 京都大学, 複合原子力科学研究所, 准教授 (70314292)
• 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)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: 中性子光学 / 多層膜 / 低速中性子集光

Outline of Final Research Achievements

We have succeeded in improving the coating process of neutron supermirror through research on improving the reflection performance of multilayer neutron mirrors and suppressing the film stress although the realization of a practical focusing device made of multilayer mirror sheets is still in the middle.
By using the improvement, we also succeeded in mass coating high-m supermirrors on ellipsoidal metal substrates with high reflectivity. We also experimentally showed new feasibilities of the focusing TOF-MIEZE spectroscopy, which is a new neutron scattering technique.

Free Research Field

中性子光学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

中性子を利用した各種研究や材料等の分析は学術、産業利用の両面において発展を続けている分野であり、今後の中性子科学の飛躍的向上には、如何に実効的中性子強度を上げるか重要で、その有力な一つとして中性子集光がある。中性子は、曲げることが大変難しい。低速中性子を曲げ（反射）、より高い効率で試料まで導き、さらに偏極等の中性子を制御するデバイスとして、多層膜中性子ミラーは非常に重要で、本研究は多層膜中性子ミラーを高度化し集光光学系を開発、応用研究を展開した。