中性子スピン干渉を利用した小角散乱分光法の開発

利用中子自旋干涉开发小角散射光谱

基本信息

批准号：
21656237
负责人：
日野正裕
金额：
$ 1.22万
依托单位：
Kyoto 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-21656237/
关键词：
中性子スピン光学 MIEZE 小角散乱偏極ミラースピンエコー集光デバイス

项目摘要

本研究では中性子スピンの位相を精密に制御することで、検出器の位置分解能よりも高分解能な小角散乱分光法(SANS)を提案し、実験で評価することが目的である。その実現にはJST先端計測分析技術・機器開発事業の支援を受けて、世界で初めて開発に成功した電磁石を用いた共鳴スピンフリッパーコイル(RSF)による高分解能MIEZE型スピンエコー分光器の基本部品と技術を応用することでめざした。実験は日本原子力研究開発機構C3-1-2-2ポート(MINE1)において行った。RSFと2次元検出器を傾けた状態でMIEZEシグナルの観測に成功した。しかしRSFの電磁石の静磁場の均一度やもれ磁場の干渉により、振動磁場を斜めに傾ける方法では高分解能化が難しいことが分かった。また振動磁場コイルを斜めにする手法は異方性のある試料に関しては、少なくとも90度回転させて、0と90度の2回は測定することが必要であるが、このことは、磁場をかけることが有効な試料の道も閉ざす。これはMIEZE型では試料の後方には検出器しか必要無いため、磁場環境からもフリーになり磁気散乱の測定も容易であるメリットを活かせなくなる。この様な実験検討から、電磁石RSFのメリットを活かし、高分解能な小角散乱測定を行うには振動磁場コイルを斜めに配置するよりも、ビームに対して垂直にし、集光デバイスを用いてビームの軌跡をより精密に制御する方が有効なことが明らかになった。そこで今回は新たにフレキシブルな高性能な中性子スーパーミラーシートの開発に成功して(特許出願)、集光デバイスを安価に製作できる可能性を示した。また実機でMIEZE-SANSの検討のために、安価な磁気ミラーホルダーの開発、及びそれを用いた長尺(L=60cm)で3.5Qcの透過型偏極スーパーミラーの開発に成功した。

这项研究的目的是提出小角度散射光谱（SAN），该光谱法（SAN）高于检测器的位置分辨率，通过精确控制中子旋转的相位，并在实验中对其进行评估。这是通过使用谐振旋转脚钳线圈（RSF）使用电磁体的基本组件和技术来实现的，并在JST高级测量分析技术和设备开发项目中支持。该实验是在日本原子能局C3-1-2-2港口进行的（Mine1）。我们成功地观察了用RSF和二维检测器倾斜的Mieze信号。但是，由于RSF电磁体的静态磁场的均匀性以及对泄漏磁场的干扰，已经发现，在倾斜振动磁场时，很难高分辨率。此外，对于各向异性样品，必须旋转至少90度并测量两次，0和90度，这封闭了施加磁场的样品路径有效。这意味着在Mieze类型中，仅在样品后面需要一个检测器，因此它不受磁场环境，并且易于测量磁散射，因此无法利用优势。这些实验研究表明，利用电磁体RSF的优势，使高分辨率的小角度散射测量垂直于光束并更精确地使用光凝管的轨迹，而不是将振动性的磁场线圈放置在角度。这次，我们成功地开发了一种新的灵活，高性能的中子超级镜像（专利应用程序），表明有可能便宜地制作轻便收集设备。此外，为了研究实际机器上的Mieze-sans，我们成功地开发了一个廉价的磁性镜架和3.5QC传输的偏振超镜。