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中性子エネルギー分析器の開発とその実用化に関する研究

中子能量分析仪研制及其实际应用研究

基本信息

批准号：
12740251
负责人：
奥隆之
金额：
$ 0.32万
依托单位：
The Institute of Physical and Chemical Research
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
2000
资助国家：
日本
起止时间：
2000 至 2001
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、中性子エネルギー分析器の開発研究を行った。中性子エネルギー分析器は中性子屈折光学素子と位置敏感検出器を用いて構成するものとし、その要素技術である中性子屈折光学素子と、時間分解能を有し位置分解能に優れた中性子2次元検出器の開発研究を並行して行った。一般に中性子に対する物質の屈折率は1に非常に近く、また、物質による中性子の吸収や、物質の内部構造に起因した散乱が起こるため、エネルギー分析器として用いる中性子屈折光学素子の開発に於いては材料の選択および素子形状の工夫が不可欠である。そこで、まず中性子屈折光学特性に優れていると考えられる材料について、中性子透過率および中性子散乱能の測定を行い、材料の選定を行った。その結果、測定を行った材料の内、MgF_2単結晶が最も中性子光学特性に優れていることが分かった。そこで、MgF_2単結晶を用いて、三角柱形状のプリズムを製作した。プリズムの表面粗さの屈折特性への影響を調べるため、表面粗さが0.02および1.7μm-rmsの異なる2種類のプリズムを製作した。これらの試料について、パルス中性子を用いて中性子屈折特性の評価を行った。その結果、それぞれの試料についてほぼ設計通りの中性子の屈折効果が確認できた。また、表面粗さが1.7μm-rmsの試料は、0.02μm-rmsのものと比較して、屈折後の中性子ビームにぼやけが観測された。表面粗さの屈折効果への影響について定量的な議論を行うためには、さらに系統的な研究が必要である。厚さ0.5mmの中性子シンチレータZnSと断面積0.5x0.5mm^2の波長変換ファイバーを組み合わせて、検出部面積50x50mm^2の中性子2次元検出器を構成した。この検出器に中性子ビームを照射して、中性子検出実験を行った。その結果、中性子の検出に成功し、約0.5mmの位置分解能が得られた。

This study was conducted to investigate the development of a new type of analyzer. The development of a neutral sub-refractive element and a position-sensitive detector is studied in parallel with the development of a neutral sub-refractive element and a position-sensitive detector In general, the refractive index of a substance is very close to 1. The absorption of a substance is very close to 1. The internal structure of a substance is very close to 1. The development of a refractive element is very difficult in the selection of a material and the shape of an element. The determination of neutral refractive optical properties and the selection of materials The results show that MgF_2 crystals have the best optical properties. For example, MgF_2 crystals can be produced in the shape of triangular prism. The influence of surface roughness on refractive characteristics of the film was adjusted to 0.02 μ m and 1.7μ m rms. The test material is used in the evaluation of the refractive characteristics of the medium. The results of the test were confirmed by the results of the test. The surface roughness of the sample is 1.7μm-rms, and the surface roughness of the sample is 0.02μm-rms. The influence of surface roughness and inflection on quantitative discussion is necessary. 0.5mm thick medium wavelength ZnS, 0.5x0.5mm^2 wavelength conversion, 50x50mm^2 medium wavelength detector This detector is designed to detect the presence and absence of light. The results show that the position resolution of about 0.5mm can be obtained.