透明パルス磁石による全方位強磁場中性子散乱

使用透明脉冲磁体的全向强磁场中子散射

• 批准号: 21654045
• 负责人: 野尻 浩之
• 金额: $ 1.92万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• 财政年份: 2009
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2009 至 2010
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21654045/
• 关键词: 中性子; 強磁場; 金属; 極端条件; 計測科学

磁場誘起磁気相転移研究において、磁気構造を直接決定できる中性子回折は重要なツールである。我々は、パルス強磁場と組み合わせることで50Tまでの中性子回折実験を目指した装置開発を行ってきた。また、これと相補的な装置として、小型のコンデンサバンクを用いた30-35Tの中性子回折装置も開発している。これまでは主に、強い磁場が出せて安定しているソレノイドコイルによる横磁場装置の開発を行ってきたが、広い散乱角での測定を行うために、今回新たに2つの方式のコイルを設計し、試験を行った。1つめは、スプリットペア型コイルである。ギャップの大きさは5mmとし、ポータブル電源で駆動できる小型コイルとした。試料の冷却は冷凍機の2次ステージによりコイルを1次ステージにより試料を冷却するが、試料温度は10K止まりである。冷却効率を改善するために、縦型の分割式クライオスタットを設計した。このクライオスタットはオレンジクライオスタットにより試料を冷やす事でより低温を達成が可能である。もう1つの方式は、薄肉ソレノイド型コイルである。この場合中性子はコイルを透過することになり、強度が落ちるものの、構造が単純であるという長所がある。コイルの強度と吸収を評価したところ、60%の損失で25T程度の磁場が発生可能で有ることがわかった。線材としては超伝導線とSUS-Cu線から選択が可能である。また、より強い磁場の発生のためにAl203と重水を用いたバックアップ方式を検討し、コストは高くなるものの30T以上の磁場を発生可能であることを確認した。ソレノイド型の場合、コイルからの散乱が全てバックグラウンドとなるために、その効果は無視できないが、検出器のコリメーションの強化により、改善が可能である。

中子衍射是在磁场诱导的磁相变研究中直接确定磁结构的重要工具。当与脉冲强磁场结合使用时，我们已经开发了一种针对50T的中子衍射实验的设备。此外，作为互补设备，我们还使用小电容器库开发了30-35T中子衍射设备。到目前为止，我们主要使用稳定且具有强磁场的螺线管线圈开发了一个横向磁场装置，但是为了以较大的散射角度测量，我们设计并测试了两个新线圈。第一个是分裂对线圈。间隙尺寸为5mm，使其成为可以由便携式电源驱动的小线圈。样品通过冰箱的次级阶段和样品的主要阶段冷却，但样品温度为10K。垂直的分裂低温恒温器旨在提高冷却效率。这种低温恒温器可以通过用橙色低温恒温器冷却样品来达到较低的温度。另一种方法是薄壁螺线管线圈。在这种情况下，中子穿过线圈，降低了强度，但具有简单的结构。当评估线圈的强度和吸收时，发现可以产生约25T的磁场，损失60％。可以从超导电线和SUS-CU电线中选择电线。此外，我们研究了使用AL203和重水生成更强磁场的备份方法，并确认尽管成本很高，但可以生成30T或更多的磁场。在螺线管类型的情况下，由于线圈中的所有散射都在背景中，因此无法忽略效果，但是可以通过增强检测器的准则来改善改进。

项目成果

J-PARCにおけるパルス超強磁場中性子回折

J-PARC 的脉冲超强磁场中子衍射

• 发表时间: 2010
• 作者: 鮎川晋也;池田一貴;加藤雅恒;野地尚;折茂慎一;小池洋二;F.Cimpoesu;H.T.Yuan;Y.Kasahara;上野和紀;下谷秀和;H.Okimoto;S.Asanuma;Y.Yomogida;K.Ueno;H.T.Yuan;H.T.Yuan;J.T.Ye;M.Endo;J.T.Ye;下谷秀和;岩佐義宏;下谷秀和;H.T.Yuan;S.Z.Bisri;上野和紀;下谷秀和;下谷秀和;下谷秀和;下谷秀和;H.Shimotani;H.Shimotani;下谷秀和;H.Shimotani;野尻浩之;吉居俊輔;Y.Inose;M.Sakai;森岡貴之;T.Kouno;野尻浩之
• 通讯作者: 野尻浩之

パルス強磁場下の中性子回折-世界の現状と日本の戦略

脉冲强磁场下的中子衍射——世界形势与日本的战略

• 发表时间: 2011
• 作者: 鮎川晋也;池田一貴;加藤雅恒;野地尚;折茂慎一;小池洋二;F.Cimpoesu;H.T.Yuan;Y.Kasahara;上野和紀;下谷秀和;H.Okimoto;S.Asanuma;Y.Yomogida;K.Ueno;H.T.Yuan;H.T.Yuan;J.T.Ye;M.Endo;J.T.Ye;下谷秀和;岩佐義宏;下谷秀和;H.T.Yuan;S.Z.Bisri;上野和紀;下谷秀和;下谷秀和;下谷秀和;下谷秀和;H.Shimotani;H.Shimotani;下谷秀和;H.Shimotani;野尻浩之
• 通讯作者: 野尻浩之

広散乱角パルス強磁場中性子回折コイルの開発

宽散射角脉冲强磁场中子衍射线圈的研制

• 发表时间: 2010
• 作者: H. Oike;K. Miyagawa;K. Kanoda;H. Taniguchi;K. Murata;野尻浩之
• 通讯作者: 野尻浩之

SNSにおけるパルス強磁場下中性子回折による磁気構造解析

SNS 脉冲强磁场下利用中子衍射进行磁结构分析

• 发表时间: 2010
• 作者: H.Taniguchi;S.Takeda;R.Satoh;H.Komatsu;K.Satoh;保井基良
• 通讯作者: 保井基良

J-PARCにおける強磁場中性子回折実験

J-PARC 强磁场中子衍射实验

• 发表时间: 2009
• 作者: K. Hattori;H. Tsunetsugu;岡田郷子
• 通讯作者: 岡田郷子