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超精密研磨金属鏡を用いた中性子貯蔵ボトルの製作と応用

研究課題

研究課題/領域番号 08558048
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分展開研究
研究分野 エネルギー学一般・原子力学
研究機関京都大学

研究代表者

宇津呂 雄彦  京都大学, 原子炉実験所, 教授 (50027421)

研究分担者 足立 達也  明昌機工株式会社, 開発グループ, 研究技術職
難波 宏邦  住友電気工業株式会社, 光学部品開発室, 室長
海老沢 徹  京都大学, 原子炉実験所, 助手 (30027453)
川端 祐司  京都大学, 原子炉実験所, 助教授 (00224840)
研究期間 (年度) 1996 – 1997
研究課題ステータス 完了 (1997年度)
配分額 *注記
2,600千円 (直接経費: 2,600千円)
1997年度: 2,600千円 (直接経費: 2,600千円)
キーワード超冷中性子 / 中性子鏡 / 貯蔵ボトル / 超精密研磨 / ステンレス鋼 / 量子物理 / 中性子ボトル / 精密研磨 / 中性子反射
研究概要

1.まず、中性子のベータ崩壊特性等の物理的性質を解明する実験研究に極めて有利な特徴を有する超冷中性子貯蔵ボトルの最適設計の研究を行い、中性子崩壊粒子を測定分析する検出器を開発してその性能を明らかにすることにより、中性子崩壊実験用中性子貯蔵ボトルの基本構造を示すことができた。その成果はJ.Phys.Soc.Japan,Suppl.Aに論文として発表した。
2.このような中性子崩壊実験用高性能ボトルを実現するため、現在の技術で最も高精度の精密金属加工による光学的表面を有する金属鏡の具体的製作方法として、ダイヤモンド精密研削加工と電解複合精密研磨加工について比較検討した。
3.その結果、ダイヤモンド精密研磨は研削加工線幅内では数nmの表面粗さの達成が可能であるが、大きな凹凸の加工線間境界部が周期的に成され、またステンレス鋼等の硬質材には不向きであること、一方複合研磨は電解条件と機械研磨条件の多様な組み合わせにより高度の超精密研磨が可能であり、且つ大面積の硬質材でも実用的な加工速度を有することが判り、これらの成果に基づき、ボトル条件の最適化に関してKURRI Prog-ressreport及び学術講演会に発表した。
4.精密研磨超冷中性子ボトルにおける中性子全反射の新しい特性について、理論的解明を行い、Phys.Lett.A及びPhys.Rev.Bに発表した。
5.これらの研究成果に基づき、電解複合精密研磨のSUS材金属鏡を試作し、これらの中性子反射性能の精密測定を実施した。その結果は「波紋」1997年5月号に報告した。
6.これらにより、超冷中性子ボトル用鏡製作に最適な電解複合精密研磨の加工条件が明らかになった。この結果に基づき、中性子崩壊ボトルの中性子貯蔵性能の数値解析を行い、ボトルの構造として円筒型ボトル・接線入射構造を決定し、内径50cm、長さ60cmの大容積超精密研磨SUS310S鏡製中性子ボトルを製作した。これらの進展の成果をJHP'98 Workshopにおいて発表した。
7.製作したSUS製ボトルを京都大学研究炉のスーパーミラータービン式超冷中性子実験設備の超冷中性子実験孔に取り付け、ボトルの特性を実測し、中性子物理研究への応用実験におけるその性能を明らかにした。

報告書

(3件)
  • 1997 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1996 実績報告書
  • 研究成果

    (23件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (23件)

  • [文献書誌] 宇津呂 雄彦: "Ultracold neutron bottle for neutron decay studies" J.Phys.Soc.Japan,Suppl.65. 149-154 (1996)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 宇津呂 雄彦: "超冷中性子崩壊実験におけるボトル条件の最適化に関する研究" 京都大学原子炉実験所学術講演会報文集. 第30回. 285-300 (1996)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 宇津呂 雄彦: "中性子による計測と利用:冷中性子,超冷中性子ビームの発生" RADI OI SOTOPES. 45. 727-732 (1996)

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    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 宇津呂 雄彦: "KUR超冷中性子設備の改造と実験" 波紋. 7. 8-9 (1997)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 宇津呂 雄彦: "中性子光学精密実験の近況" KURRI-KR. 14. 30-39 (1997)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 宇津呂 雄彦: "Ultracold neutron experiments for neutron beta-decay studies" Proc.JHP'98 Workshop. (掲載予定). (1998)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Masahiko, Utsuro: "Ultracold neutron bottle for neutron decay studies." J.Phys.Soc.Japan, Suppl.A. 65. 149-154 (1996)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Masahiko, Utsuro: "Studies on the optimizations of bottle conditions for ultracold neutron decay experiments." Preprint for Scientific Talks KURRI. 30. 285-300 (1996)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Masahiko, Utsuro: "Productions of cold and ultracold neutrons." RADIO : SOTOPES. 45. 727-732 (1996)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Masahiko, Utsuro: "Upgrading and Experiments with KUR ultracold neutron facility" Hamon. 7. 8-9 (1997)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Masahiko, Utsuro: "Recent development in precise neutron optics experiments." KURRI-KR. 14. 14 (1997)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Masahiko, Utsuro: "Ultracold neutron experiments for neutron beta-decay studies." Proc.JHP'98 Workshop, KEK Tsukuba. (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 宇津呂雄彦: "Ultracold neutron bottle for neutron decay studies" J.Phys.Soc.Japan,Suppl.A. 65. 149-154 (1996)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 宇津呂雄彦: "超冷中性子崩壊実験におけるボトル条件の最適化に関する研究" 京都大学原子炉実験所学術講演会報文集. 第30回. 285-300 (1996)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] V.K.Ignatovich: "A tentative solution for the UCN anomaly problem" Phys.Lett.A. 225. 195-202 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 宇津呂雄彦: "中性子光学精密実験の近況" KURRI-KR. 14. 30-39 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] V.K.Ignatovich: "Optical potential and dispersion law for long-wavelength neutrons" Phys.Rev.55. 14774-14783 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 宇津呂雄彦: "Ultracold neutron experiments for neutron beta-decay studies" Proc.JHP'98 Workshopに掲載予定. (1998)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 宇津呂雅彦: "超冷中性子崩壊実験におけるボトル条件の最適化に関する研究" 京都大学原子炉実験所第30回学術講演会報文集. 285-300 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] Masahiko UTSURO: "Ultracold Neutron Bottle for Neutron Decay Studies" Pro.International Symposium on Advance in Neutron Optics and Related Research Facilities. 147-152 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] 川端祐司: "超冷中性子閉じ込め実験による反射壁との異常相互作用測定" 第4回中性子シンポジウム講演概要集. 96- (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] 秋山信道: "精密研磨金属製導管の超冷中性子輸送特性" 京都大学原子炉実験所第31回学術講演会報文集. 237-242 (1997)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] 川端祐司: "超冷中性子閉じ込め異常測定装置の設置と特性測定" 京都大学原子炉実験所第31回学術講演会報文集. 243-250 (1997)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書

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公開日: 1997-04-01   更新日: 2016-04-21  

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