重力場を応用した超冷中性子特性の実験的研究

重力場を応用した超冷中性子ボトル実験の開始にあたり、本研究ではまず京大研究炉(KUR)のスーパーミラータービン式超冷中性子発生装置について、液体重水素冷中性子源運転下でのタービン出力中性子の精密測定を行うとともに、さらに出力増強の可能性を検討した。次に、超冷中性子ボトルについては、重力場の効果を考慮したボトルの設計及び特性試験から始めた。即ち、中性子反射ミラーとして、通常の金属単層ミラー、中性子反射臨界速度が大きい多層膜スーパーミラー及び超冷中性子反射損失の最も少ないフォンブリン液膜式ミラーの3通りについて検討した。検討に際し、ボトルの幾何学的配置として、縦型、即ち重力場において垂直縦長のボトルと、横型、即ち水平横長のボトルとについて比較検討した。ボトル内超冷中性子の貯蔵と損失の特性に関する計算機値数解析の結果、液膜ミラーのボトルは、貯蔵中性子の数が少なく、かつ重力場の影響の配慮を最も必要とすることが判った。また、配置については、縦型配置は重力場の影響による超冷中性子損失が生じ易いことが示された。これらの結果、ボトル内面ミラーとして単層ミラーとスーパーミラー、また配置として縦型と横型の条件を選択し、これらの各性能を調べるため、ボトルの配置及びテストセクションを交換できる装置により比較実験を行うこととした。このため、平成4年度内にテストボトル用真空容器及び各種テストセクションを製作した。次年度には、テストボトルによる基礎実験をすすめ、その結果にもとずき本格ボトルの準備に進む計画である。さらに本研究では、超冷中性子崩壊ベータ線の精密側定用大面積シリコン半導体検出器の試作も順調にすすめられた。中性子ミラー型ベータ線検出器を試作し、そのエネルギー特性等を調べたところ、極めて良好な結果が得られた。

重力場を応用した超冷中性子ボトル実験の開始にあたり、本研究ではまず京大研究炉(KUR)のスーパーミラータービン式超冷中性子発生装置について、液体重水素冷中性子源運転下でのタービン出力中性子の精密測定を行うとともに、さらに出力増強の可能性を検討した。次に、超冷中性子ボトルについては、重力場の効果を考慮したボトルの設計及び特性試験から始めた。即ち、中性子反射ミラーとして、通常の金属単層ミラー、中性子反射臨界速度が大きい多層膜スーパーミラー及び超冷中性子反射損失の最も少ないフォンブリン液膜式ミラーの3通りについて検討した。検討に際し、ボトルの幾何学的配置として、縦型、即ち重力場において垂直縦長のボトルと、横型、即ち水平横長のボトルとについて比較検討した。ボトル内超冷中性子の貯蔵と損失の特性に関する計算機値数解析の結果、液膜ミラーのボトルは、貯蔵中性子の数が少なく、かつ重力場の影響の配慮を最も必要とすることが判った。また、配置については、縦型配置は重力場の影響による超冷中性子損失が生じ易いことが示された。これらの結果、ボトル内面ミラーとして単層ミラーとスーパーミラー、また配置として縦型と横型の条件を選択し、これらの各性能を調べるため、ボトルの配置及びテストセクションを交換できる装置により比較実験を行うこととした。このため、平成4年度内にテストボトル用真空容器及び各種テストセクションを製作した。次年度には、テストボトルによる基礎実験をすすめ、その結果にもとずき本格ボトルの準備に進む計画である。さらに本研究では、超冷中性子崩壊ベータ線の精密側定用大面積シリコン半導体検出器の試作も順調にすすめられた。中性子ミラー型ベータ線検出器を試作し、そのエネルギー特性等を調べたところ、極めて良好な結果が得られた。