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2008 年度 実績報告書

高効率パルス中性子非弾性散乱実験を実現する革新的中性子チョッパーの開発

研究課題

研究課題/領域番号 20612016
研究機関独立行政法人日本原子力研究開発機構

研究代表者

中村 充孝  独立行政法人日本原子力研究開発機構, J-PARCセンター, 研究副主幹 (00370445)

研究分担者 曽山 和彦  独立行政法人日本原子力研究開発機構, J-PARCセンター, 研究主幹 (90343912)
中島 健次  独立行政法人日本原子力研究開発機構, J-PARCセンター, 研究副主幹 (10272535)
梶本 亮一  独立行政法人日本原子力研究開発機構, J-PARCセンター, 研究副主幹 (30391254)
キーワード中件子散乱 / パルス中性子源 / チョッパー型分光器 / J-PARC / 量子ビーム
研究概要

パルス中性子源におけるチョッパー分光器は代表的な中性子非弾性散乱測定装置であり、数多くの重要な科学的知見をもたらしてきたが、信号が微弱であることから、極めて長い測定時間を要するという問題があった。通常、チョッパーによって選択される入射中性子エネルギーは単一であるが、研究代表者らは、複数の入射中性子エネルギーを選択して試料まで導き、中性子非弾性散乱実験の測定効率を飛躍的に高める手法を提案している。しかし、一定の時間間隔で機械的に開口する従来のチョッパーでは、複数の入射中性子エネルギー全てに対して分解能を最適化することは不可能であった。そこで、研究代表者らは中性子スーパーミラーをチョッパーのスリット部に適用することで複数の異なる入射中性子エネルギーについて分解能を最適化できることを提案しており、本研究計画では、新規チョッパースリット材を実用化し、チョッパー型分光器の大幅な測定効率の向上を実現するための基盤研究を進めている。
研究初年度である平成20年度は、「スリット材の力学特性評価」と「中性子吸収材の選定および積層方法の検討」を重点的に推進した。「スリット材の力学特性評価」では、中性子吸収材+中性子スーパーミラー+中性子透過材(ウェハー)の積層構造を有するスリット材の引張強度、圧縮力、曲げ力等の力学特性を評価するための環境を整備した。さらに、「中性子吸収材の選定および積層方法の検討」では、中性子吸収材を構成するGd及びBのスパッタリング技術を確立するため、原子力機構が所有する電子ビーム蒸着装置及びイオンビームスパッタリング装置の整備を進め、Bスパッタターゲットの試作を実施した。平成20年度に実施した研究内容は、次年度以降に実施予定である実用機の最終デザイン確定及び製作にあたって必要不可欠な基礎データかつ基盤技術であり、当初計画通りに研究を進捗させることができている。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2009 2008

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (6件)

  • [雑誌論文] Study of the Neutron Guide Design of the 4SEASONS Spectrometer at J-PARC2009

    • 著者名/発表者名
      R. Kajimoto, 他6名
    • 雑誌名

      Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A 600

      ページ: 185-188

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of high-reflectivity neutron supermirrors using an ion beam sputtering technique2009

    • 著者名/発表者名
      R. Maruyama, 他3名
    • 雑誌名

      Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A 600

      ページ: 68-70

    • 査読あり
  • [学会発表] チョッパー型中性子非弾性散乱装置「四季」2009

    • 著者名/発表者名
      梶本亮一, 他27名
    • 学会等名
      日本物理学会第64回年次大会
    • 発表場所
      立教大学(東京都豊島区)
    • 年月日
      20090327-20080330
  • [学会発表] J-PARC非弾性散乱装置の紹介-四季-2009

    • 著者名/発表者名
      梶本亮一
    • 学会等名
      研究会「東大・KEKパルスチョッパー分光器計画とそのサイエンス」
    • 発表場所
      東京大学物性研究所(千葉県柏市)
    • 年月日
      2009-03-18
  • [学会発表] チョッパー分光器「四季」の現状2008

    • 著者名/発表者名
      梶本亮一, 他27名
    • 学会等名
      日本中性子科学会第8回年会
    • 発表場所
      名古屋大東山キャンパス(愛知県名古屋市)
    • 年月日
      20081201-20081202
  • [学会発表] 4SEASONS : a high-intensity chopper spectrometer for inelastic neutron scattering at J-PARC/2008

    • 著者名/発表者名
      R. Kajimoto, 他22名
    • 学会等名
      XXI Congress and General Assembly of the International Union of Crystallography (IUCr2008)
    • 発表場所
      大阪国際会議場(大阪府大阪市)
    • 年月日
      20080823-20080831
  • [学会発表] New Opportunity and Possible View from Neutron Spectroscopy at J-PARC2008

    • 著者名/発表者名
      Kenji Nakajima
    • 学会等名
      Workshop for a Nano Dynamics Beamline
    • 発表場所
      SPring-8(兵庫県佐用郡)
    • 年月日
      2008-05-22
  • [学会発表] J-PARC,物質・生命科学実験施設が拓く新しい中性子散乱2008

    • 著者名/発表者名
      中島健次
    • 学会等名
      日本磁気学会 第160回研究会第29回化合物新磁性材料専門研究会
    • 発表場所
      中央大学駿河台記念館(東京都千代田区)
    • 年月日
      2008-05-16

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公開日: 2010-06-11   更新日: 2016-04-21  

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