2023 Fiscal Year Annual Research Report
Development of a compact small angle neutron scattering instrument using neutron focusing mirror and progress of the focusing technique
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22H02006
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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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, 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)
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) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | 中性子光学 / 多層膜 / 中性子集光 / 小角散乱 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
京大複合研イオンビームスパッタ装置（KUR-IBS)を用いて、Φ400mm以上の大面積でかつ膜厚1nm程度でも明確に層として機能し、膜厚分布を0.1nm以下で制御することに成功した。そしてスーパーミラー的に適切な波長分布を制御し、かつ高い中性子反射率が得られるNiC/Ti多層膜中性子ミラーの開発に成功した。さらにこの成膜の知見を応用して、従来の中性子吸収イメージングだけではなく小角散乱成分による物質のサブミクロンの濃度ゆらぎが測定できる中性子位相イメージング（Talbo-Lau干渉計）のGd/Ti多層膜中性子吸収格子の製作に成功した。これらの中性子実験は、京大複合研KUR CN-3ビームライン及びJRR-3のC3-1-2（MINE）ビームラインにて行った。これらのビームラインでは、2次元中性子検出器及び中性子集光ミラー開発も進めた。
現在我々が確立した金属基板による中性子集光ミラー製作手法は非常に優れていると自負しているが、基板製作に非常に時間がかかり、集光ミラー形状を容易に変えることが難しいことが明らかになった。これは福井県敦賀市「もんじゅ」サイト新試験研究炉やJ-PARC MLF第2ターゲットステーション等、次世代中性子利用施設における様々な形状の集光ミラーの対応が困難なことを意味する。そこでこの点を解決するための第一歩としての量産を前提とした金属基板の製作手法を考案し、「中性子収束装置およびその製造方法」（特願2023-190128）として特許申請を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
KUR-IBSの故障及び次世代中性子利用施設における様々な形状の集光ミラーの対応を目指して、特許申請を行っているため。
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| Strategy for Future Research Activity |
多層膜中性子ミラーは、京大複合研のイオンビームスパッタ装置(KUR-IBS)を用いて、集光ミラーの成膜を行う。シリコンやガラスといった平面基板を中心に、集光ミラーの形状と多層膜ミラーの膜構造の最適化を引き続き行い、集光デバイスを構築して、JRR-3 C3-1-2(MINE)ポートにおいて、中性子小角散乱実験を行うと共に、関連成果の論文化及び特許申請を行う。
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