| 研究課題/領域番号 |
23K28348
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| 補助金の研究課題番号 |
23H03659 (2023)
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 基金 (2024)
補助金 (2023) |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分80040:量子ビーム科学関連
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
岩下 芳久 京都大学, 複合原子力科学研究所, 研究員 (00144387)
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| 研究分担者 |
不破 康裕 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, J－PARCセンター, 研究副主幹 (00817356)
広田 克也 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, その他部局等, 特任上席URA (40425640)
清水 裕彦 名古屋大学, 理学研究科, 教授 (50249900)
栗山 靖敏 京都大学, 複合原子力科学研究所, 助教 (60423125)
山田 雅子 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 助教 (70708552)
北口 雅暁 名古屋大学, 素粒子宇宙起源研究所, 准教授 (90397571)
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| 研究期間 (年度) |
2024-04-01 – 2026-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2024年度)
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| 配分額 *注記 |
18,200千円 (直接経費: 14,000千円、間接経費: 4,200千円)
2025年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2024年度: 6,630千円 (直接経費: 5,100千円、間接経費: 1,530千円)
2023年度: 6,630千円 (直接経費: 5,100千円、間接経費: 1,530千円)
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| キーワード | 中性子ミラー / 中性子輸送 / 中性子磁気勾配ミラー / 強度可変型永久6極磁気レンズ / 中性子 / 磁気双極子能率 / 磁場勾配 / ビーム輸送 / 集束 / 中性子磁場勾配ミラー / 低速中性子 / 永久磁石 / 無損失輸送 / 位相空間精密操作 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
低速中性子ビームは、高い物質透過力、軽元素識別能力、物質中の動的観察能力などの特性から、基礎物理、物質研究から産業利用までの広範な利用が拡大する一方である。中性子利用機会増加のために中小規模の中性子源の普及が取り組まれているが、その際、限られた中性子を高度に利用するための新技術が強く望まれる。本提案の輸送/使用方法を用いると、従来法に比べて組上精度や設置精度を引き下げることができ、安価で高効率な輸送が可能となる。また、磁気レンズを用いると高度位相空間操作が可能になり、さらなるビーム活用が可能になる。本研究は、『勾配磁場を用いた低速中性子の無損失輸送は有効か』を問いとして、これを実証、開拓する。
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| 研究実績の概要 |
低速中性子ビームは、高い物質透過力、軽元素識別能力、物質中の動的観察能力などの特性から、基礎物理、物質研究から産業利用までの広範な利用が拡大する一方である。中性子利用機会増加のために中小規模の中性子源の普及が取り組まれているが、その際、限られた中性子を高度に利用するための新技術が強く望まれる。本提案の輸送/使用方法を用いると、従来法に比べて組上精度や設置精度を引き下げることができ、安価で高効率な輸送が可能となる。また、磁気レンズを用いると高度位相空間操作が可能になり、さらなるビーム活用が可能になる。磁場勾配ミラーに関しては、1mm角長さ50mmの永久磁石を200個使って並べた幅50mm×100mmの磁場勾配ミラー2枚を2種類試作した。どちらも90度ずつ回転させて配置する、四個で一周期となる配置で、初期角度が面に垂直な角度から始めるものと、45度の角度から始める2種類となっている。試作が成功したことで、このような磁石の組立が可能であることが判った。また、組立に関する治具の精度や組立段取りに関する課題も抽出でき、次の試作に向けての改善点が明らかになった。いっぽう、これら磁石をJPARC MLF BL16に持ち込んで、それぞれ予備的評価実験を行い、データの解析を進めたところ、中性子波長に応じた偏向角がえられることが判った。磁気勾配ミラーの場合、スピンが磁場に平行な成分しか反射しない。中性子導管として機能させる際、導管内面での反射を繰り返す必要がある。2枚の面による2回反射が可能かどうかの検証実験の準備を行った。
強度可変型永久6極磁気レンズについては内輪用の高飽和磁束密度材のパーメンジュールの手配が難航したが、1個分の内輪の試作が完了し、外輪との整合性を検証準備を行った。継続して、回転機構の製作を進めている。
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| 現在までの達成度 |
現在までの達成度
4: 遅れている
理由
磁場勾配ミラー2枚を試作したものの、ＭＬＦの不調により、評価実験が行えていない。
強度可変型永久6極磁気レンズについては内輪用の高飽和磁束密度材のパーメンジュールの手配が難航した。
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| 今後の研究の推進方策 |
磁場勾配ミラーは斜入射で使う。ガイド管としての機能を検証するため、2枚の磁気勾配ミラーを製作し、2回反射の実証を行う。強度可変型永久6極磁気レンズについては回転機構の製作を進める。また内輪の追加試作を行って、レンズとして完成させ、評価実験の試行を模索する。
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