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中性子位相空間変換光学素子の開発

研究課題

研究課題/領域番号 17360448
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 原子力学
研究機関北海道大学

研究代表者

金子 純一  北海道大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (90333624)

研究分担者 古坂 道弘  北海道大学, 大学院・工学研究科, 教授 (60156966)
藤田 文行  北海道大学, 大学院・工学研究科, 助教 (10002312)
鬼柳 善明  北海道大学, 大学院・工学研究科, 教授 (80002202)
加美山 隆  北海道大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (50233961)
大竹 淑恵  理化学研究所, 主任研究員 (50216777)
研究期間 (年度) 2005 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
13,360千円 (直接経費: 13,000千円、間接経費: 360千円)
2007年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2006年度: 3,400千円 (直接経費: 3,400千円)
2005年度: 8,400千円 (直接経費: 8,400千円)
キーワード中性子 / 光学素子 / 位相空間変換 / 単結晶 / 振動 / 水晶 / ドップラー効果
研究概要

振動する結晶からの中性子回折を二次元中性子検出器と飛行時間法を併用することで、中性子回折角度ならびに強度変化を測定した。
測定では3mm×120mm×14mmのXカット水晶を使用した。水晶はX軸方向に分極を起こすため、この軸に垂直なXカットの変位が最も大きい。結晶上に製作したAl電極に対して40Vの電圧を印加し、22.7kHzの固有振動モードで振動させた。顕微鏡で観察した最大変位量は約5μmであった。
中性子回折実験はJRR-3M、ULSにおいて4.7Åの中性子を使用して行なった。測定器として抵抗分割型光電子増倍管とZnS:Liシンチレータを組み合わせて使用した。結晶を22.7kHz、44μsの周期で振動させて中性子回折像を測定した。その結果、中性子強度分布が時間とともに変化する事を観測した。中性子強度分布は大きく2つの成分からなることが分かった。4.7Åの中性子の速度は約840m/sであり、半周期に当たる22μsで1.8cm進む。検出器を1.8cmもとの1位置からずらした場合、中性子強度変化の位相がπずれることを確認し、回折中性子が結晶の振動周波数と一致した周期性を持つことを確認した。
測定データに対して、二重ガウスフィッティングを行い、ピーク位置ならびに中性子強度変化の時間変化を導いた上で、理論モデルと比較した。ドップラー効果による変位量が変形による変位量より大きい場合、回折中性子強度の時間変化は正弦関数を折り返した形であられる。測定した中性子ピークはこの形になることを確認した。位置の時間変化に関しては、一つのピークに関しては理論計算と概ね一致したが、他方は予測と異なる結果となった。

報告書

(4件)
  • 2007 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2006 実績報告書
  • 2005 実績報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2006 2005 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (6件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Investigation on possibility of PMN-PT single-crystal as neutron optical device2006

    • 著者名/発表者名
      S. Kawamura, J.H. Kaneko, H. Fujimoto , et. al.
    • 雑誌名

      Physica B 385-386

      ページ: 1277-1279

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [学会発表] 湾曲化Si完全結晶(BPC)を用いた長波長・広波長領域中性子モノクロメータの開発2006

    • 著者名/発表者名
      田辺, 他
    • 学会等名
      日本中性子学会第6回年会
    • 発表場所
      茨城県・水戸市(茨城県立県民文化センター)
    • 年月日
      2006-12-05
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Development of a neutron monocromater for wide wavelenght range and long wavelenght using a bent silicon perfect crystal2006

    • 著者名/発表者名
      K. Tanabe, et. al.
    • 学会等名
      Japan neutron science society, annual meeting
    • 発表場所
      Ibaraki
    • 年月日
      2006-10-05
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] 中性子光学素子への応用を目指したPMT-PT単結晶の回折角度変化測定2006

    • 著者名/発表者名
      川村, 他
    • 学会等名
      日本原子力学会
    • 発表場所
      茨城県・大洗町・JAEA
    • 年月日
      2006-03-27
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Diffraction angle measurement of PMTPT single crystals aiming at a neutron optical device2006

    • 著者名/発表者名
      S. Kawamura, J. H. Kaneko , et. al.
    • 学会等名
      Japan Atomic Energy Society Annual Meeting
    • 発表場所
      Ibaraki
    • 年月日
      2006-03-27
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Deformation experiment of piezoelectric single-crystals for neutron-optical-devices2005

    • 著者名/発表者名
      S. Kawamura , et. al.
    • 学会等名
      ICNS
    • 発表場所
      オーストラリア、シドニー
    • 年月日
      2005-11-30
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Deformation experiment of piezoelectric single-crystals for neutron-optical-devices2005

    • 著者名/発表者名
      S. Kawamura, J. H. Kaneko , et. al.
    • 学会等名
      ICNS
    • 発表場所
      Sydney
    • 年月日
      2005-11-30
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [図書] 「研究成果報告書概要(欧文)」より

    • 著者名/発表者名
      S. Kawamura, J. H. Kaneko, H. Fujimoto , et. al.
    • 出版者
      Investigation on possibility of PMN-PT single-crystal as neutron optical device
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要

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公開日: 2005-04-01   更新日: 2016-04-21  

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