高性能偏極ヘリウム３生成技術の開発と応用の研究

• 研究課題/領域番号: 24710105
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 量子ビーム科学
• 研究機関: 一般財団法人総合科学研究機構(総合科学研究センター(総合科学研究室)及び東海事業
• 研究代表者: 吉良 弘 一般財団法人総合科学研究機構(総合科学研究センター(総合科学研究室)及び東海事業, 利用研究促進部, 技師 (50400239)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円); 2014年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2013年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2012年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
• キーワード: ヘリウム3偏極 / 中性子偏極デバイス / 偏極中性子 / デバイス開発 / 核偏極 / 磁気シールド

研究成果の概要

スピン交換光ポンピング法による3He核偏極では、偏極の過程で利用しているRbの密度の低さが性能に対する制約の一つとなっている。そこで、ゼオライト中に分散させたRbを利用することで密度の問題を克服し、3Heガス核偏極の効率を高める方式を提案し、実証実験を実施した。また、偏極3Heの応用として、パルス中性子対応の、大立体角検出器をカバー可能な偏極中性子回折測定用中性子スピンアナライザーの開発を進めた。本研究で設計したOffline SEOP方式偏極3He NSFアナライザーは、J-PARCのパルス中性子小角散乱装置のアナライザーとして採用されることが決定し、現在実機の製作が進んでいる。

研究成果

• [雑誌論文] Demonstration Study of Small-Angle Polarized Neutron Scattering Using Polarized 3He Neutron Spin Filter (2015)
  • 著者名/発表者名: H. Kira, H. Hayashida, H. Iwase, K. Ohishi, J. Suzuki, T. Oku, K. Sakai, K. Hiroi, S. Takata, T. Ino, K. Ohoyama, M. Ohkawara, T. Shinohara, K. Kakurai, K. Aizawa, M. Arai
  • 雑誌名: JPS Conference Proceedings 巻: 8 ページ: 036008-036008
  • DOI: 10.7566/jpscp.8.036008
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Magnetic Shield Design of In-situ SEOP Polarized 3He Neutron Spin Filter System (2013)
  • 著者名/発表者名: H.Kira, Y.Sakaguchi, J.Suzuki et. al,
  • 雑誌名: Physics Procedia 巻: 42 ページ: 200-205
  • DOI: 10.1016/j.phpro.2013.03.195
  • 査読あり
• [学会発表] Offline SEOP方式偏極ヘリウム3ガス中性子スピンフィルター用の磁場環境の設計 (2016)
  • 著者名/発表者名: 吉良弘, 林田洋寿, 奥隆之, 酒井健二, 廣井孝介, 猪野隆, 大河原学, 大山研司, 大石一城, 岩瀬裕希, 鈴木純市, 高田慎一, 加倉井和久
  • 学会等名: 第7回MLFシンポジウム
  • 発表場所: 茨城県つくば市
  • 年月日: 2016-03-15
• [学会発表] 偏極 3He 中性子スピンフィルターを使った偏極中性子小角散乱デモ実験 (2014)
  • 著者名/発表者名: 吉良弘、林田洋寿、岩瀬裕希、大石一城、鈴木淳市、奥隆之、酒井健二、廣井孝介、高田慎一、猪野隆、大山研司、大河原学、加倉井和久、相澤一也、新井正敏
  • 学会等名: 日本中性子科学会第14回年会
  • 発表場所: 北海道札幌市
  • 年月日: 2014-12-11 – 2014-12-12
• [学会発表] In-situ SEOP型偏極3He中性子スピンフィルターの実用化に関する研究 (2014)
  • 著者名/発表者名: 吉良弘, 坂口佳史, 奥隆之, 酒井健二, 林田洋寿, 篠原武尚, 猪野隆, 有本靖, 大山研司, 中村充孝, 鈴木淳市, 清水裕彦, 新井正敏, 遠藤康夫, 加倉井和久
  • 学会等名: 物構研サイエンスフェスタ2013/第5回MLFシンポジウム/第31回PFシンポジウム
  • 発表場所: 茨城県つくば市
• [学会発表] In-situ SEOP方式偏極3He中性子スピンフィルターの応用と磁気シールドの開発 (2014)
  • 著者名/発表者名: 吉良弘, 坂口佳史, 鈴木淳市, 奥隆之, 林田洋寿, 酒井健二, 中村充孝, 新井正敏, 遠藤康夫, 加倉井和久, 有本靖, 猪野隆, 大河原学, 大山研司, 清水裕彦
  • 学会等名: 物構研サイエンスフェスタ2013/第5回MLFシンポジウム/第31回PFシンポジウム
  • 発表場所: 茨城県つくば市
• [学会発表] In-situ SEOP型偏極3He中性子スピンフィルターの実用化に関する研究 (2013)
  • 著者名/発表者名: 吉良弘, 坂口佳史, 奥隆之, 酒井健二, 林田洋寿, 篠原武尚、猪野隆, 有本靖, 大山研司, L-J Chang, 中村充孝, 鈴木淳市, 清水裕彦, 新井正敏, 遠藤康夫, 加倉井和久
  • 学会等名: 金研ワークショップ「偏極中性子非弾性散乱の新展開」
  • 発表場所: 宮城県仙台市
• [学会発表] In-situ SEOP方式偏極3He中性子スピンフィルターの応用と磁気シールドの開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 吉良弘, 坂口佳史, 鈴木淳市, 奥隆之, 林田洋寿, 酒井健二, 中村充孝, 新井正敏, 遠藤康夫, 加倉井和久, 有本靖, 猪野隆, 大河原学, 大山研司, 清水裕彦
  • 学会等名: 日本中性子科学会第１3回年会
  • 発表場所: 千葉県柏市
• [学会発表] In-situ SEOP方式3He偏極フィルター用磁気シールドの設計 (2012)
  • 著者名/発表者名: 吉良弘
  • 学会等名: 日本中性子科学会
  • 発表場所: 京都市
• [学会発表] Magnetic Shield Design of In-situ SEOP Polarized 3He Neutron Spin Filter System (2012)
  • 著者名/発表者名: H.Kira
  • 学会等名: 9th International workshop on Polarised Neutrons in Condensed Matter Investigations
  • 発表場所: フランス国パリ市