物質創成の研究を目指した新世代超冷中性子源研究

新一代超冷中子源研究旨在材料创造研究

• 批准号: 16654045
• 负责人: 増田 康博
• 金额: $ 2.18万
• 依托单位: High Energy Accelerator Research Organization
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 2005
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-16654045/
• 关键词: 素粒子原子核理論; 中性子基礎物理; 中性子源; 超冷中性子; He-II; スパレーション中性子

スパレーション中性子と超流動ヘリウム(He-II)を用いた新しい超冷中性子(UCN)発生の研究を行った。この新しいUCN源は、実験への応用で最も重要なパラメータとなるUCN密度を革新的に増大させる。UCN密度は、He-II内に入射する冷中性子束、UCN生成断面積、そしてUCN生成容器内でのUCN貯蔵寿命に比例する。冷中性子束は、スパレーション中性子発生のための陽子ビーム強度と中性子反射体等の周りの物質の配置に依存する。平17年度は、中性子反射体としてグラファイトを設置し、冷中性子束を2倍に強化した。また、UCN貯蔵寿命を長くするため、He-II温度を1.2Kから0.5Kに下げるため、3He冷凍器を完成させた。これにより、He-II内のフォノンの数を少なくし、UCN損失率を小さくできる。UCN発生に用いる陽子ビームの強度が大きくなると、スパレーション反応に起因するγ線強度が大きくなり、それに伴い、He-II内でのγ発熱が、大きくなるので、使用できる陽子ビーム強度は、He-IIに対する3He冷凍器の冷却力できまる。モンテカルロ計算によると5kWの陽子ビームでは、He-II内に1Wのγ発熱が発生する。He-IIにヒータを挿入し、発熱量とHe-II温度の関係を調べたところ、1Wの発熱に対して、現3He冷凍器で、He-II温度を0.7K台に維持できることが判明した。0.7Kでのフォノンによる損失に起因する寿命は数100秒となり、容器壁との衝突時の損失をいれると、150秒の寿命が実現できる。よって、寿命の増大は10倍となる。陽子ビームの強度は、現在160Wであるので、これを5kWにすると、31倍になる。これらに中性子反射体の効果を合わせて、620倍の強度増強が可能となる。今回の研究成果を適用すると世界最強のUCN源が現実のものとなる。

The development of ultra-cold neutrons (UCN) is studied in the field of ultra-cold neutrons (He-II) This new UCN source, implementation and use of the most important factors, such as UCN density and innovation increase. UCN density is proportional to the incident cold neutral beam in He-II, UCN generation area, and UCN storage life in the UCN generation vessel. Cold neutral beam is dependent on the distribution of matter such as the intensity of the positron emission and the neutral subreflector. In 2017, a neutral sub-reflector was installed and the cold neutral sub-beam was doubled. UCN storage life is long, He-II temperature is 1.2K, He-II temperature is 0.5K, He-II refrigerator is complete. The number of UCN losses in He-II is small. The intensity of UCN generation is high, the intensity of gamma rays, the intensity of gamma rays is high, the intensity of 5kW of solar power is generated in the He-II system, 1W of gamma radiation is generated in the He-II system. The relationship between He-II temperature and He-II temperature was adjusted, and the relationship between He-II temperature and He-II temperature was determined. The relationship between He-II temperature and He-II temperature was determined. 0.7K for the loss of the cause of the life of 100 seconds, container wall collision loss of 150 seconds to achieve life The life span is increased by 10 times. The intensity of the solar system is now 160W, 5kW and 31 times higher. The effect of the neutral subreflector is combined with a 620-fold increase in intensity. The results of this year's research can be applied and the world's strongest UCN source can be realized.

项目成果

中性子の閉じ込めと新しい超冷中性子源

中子约束和新型超冷中子源

• 发表时间: 2004
• 期刊: 日本物理学会誌 59.5
• 作者: S.Okuma;S.Morishima;M.Kamada;S.Okuma;増田康博
• 通讯作者: 増田康博