重力場を応用した超冷中性子特性の実験的研究

利用引力场进行超冷中子特性的实验研究

• 批准号: 04244102
• 负责人: 宇津呂 雄彦
• 金额: $ 2.56万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1992
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1992 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-04244102/
• 关键词: 超冷中性子; 中性子タービン; スーパーミラー; 中性子ボトル; 重力場; ベータ崩壊; 半導体検出器; 冷中性子源

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。

为了开始使用引力场的超冷中子瓶实验，本研究将首先使用京都大学研究堆（KUR）的超镜涡轮超冷中子发生器研究在液态氘冷中子源运行下涡轮输出中子。除了进行精确测量之外，我们还研究了进一步提高输出的可能性。接下来，对于超冷中子瓶，我们开始考虑引力场的影响来设计瓶子并测试其特性。即研究了三种类型的中子反射镜：普通金属单层镜、中子反射临界速度大的多层膜超级镜和超冷中子反射损失最低的Fomblin液膜镜。在这项研究中，对瓶子的几何排列进行了比较研究：垂直瓶子，即重力场中垂直拉长的瓶子，和水平瓶子，即水平拉长的瓶子。对瓶子中超冷中子的储存和损失特性进行计算机数值分析发现，液膜镜瓶仅储存少量中子，需要最大程度地考虑引力场的影响。此外，关于布置，表明垂直布置可能由于重力场的影响而导致超冷中子损失。因此，我们为瓶子的内表面选择了单层镜和超级镜，以及垂直和水平配置，为了研究每种条件的性能，我们进行了对比实验一个允许交换瓶子配置和测试部分的设备我决定这样做。为此，1992年生产了用于测试瓶和各种测试部分的真空容器。明年，我们计划使用测试瓶进行基础实验，并根据结果继续制备全尺寸瓶子。此外，该研究进展顺利，用于精密测量超冷中子衰变β射线的大面积硅半导体探测器样机制作完成。当我们制作中子镜型β射线探测器原型并研究其能量特性时，我们获得了非常好的结果。

项目成果

宇津呂 雄彦 他: "極低エネルギー中性子技術新しい可能性" 日本原子力学会誌. 35巻6号. 8 (1993)

Takehiko Utsuro 等人：“超低能量中子技术的新可能性”，日本原子能学会杂志，第 35 卷，第 6. 8 期（1993 年）。