パルス極冷中性子ビームとその集束用磁気レンズを用いた高分解能小角散乱装置の開発

使用脉冲超冷中子束和聚焦磁透镜开发高分辨率小角度散射装置

基本信息

批准号：
11J56383
负责人：
山田雅子
金额：
$ 0.45万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2011
资助国家：
日本
起止时间：
2011 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

パルス白色中性子ビーム集光用磁気レンズ(modulated-Permanent Magnet Sexutpole,mod-PMSx)及びそれを用いた小型集光型偏極極冷中性子小角散乱装置(Very Cold Neutron focusing polarized SANS,VCN-f-pol-SANS)の開発を行なっている。2009年にInstitut Laue-Langevin(ILL,France)にてVCNパルス白色ビームを用いて集光原理を実証しそれ受けて、2010年から2011年にかけて、集光力を増強し各所に改良を加えた二号機、mod-PMSx-IIを製作した。2011年4月下旬から約3ヶ月間、ILLにてmod-PMSx-IIの集光テストを行い、波長バンド27.5A^-1<λ<55 A^-1の集光に成功した。ビーム繰り返し周期は最大 30Hzである。上記の波長バンドに対する焦点距離が0.46mと強い集光力を持つ。集光テストとVCN-f-pol-SANSを構築し、デモンストレーションとして数種類の有機高分子及び磁性体サンプルの小角散乱を測定した。散乱ベクトルをqとして、4x10^-3 A^-1<q< 3x10^-1 A^-1の範囲を測定するよう検出器群を構築した。最大1πになる散乱角に対してもサンプル長がほぼ等しくなるように、有効長が選択できる円筒殻状のサンプルセルを製作し、長波長中性子を用いる際に問題となるサンプル内での多重散乱問題を解決した。サンプル位置に集光されたビームのスピン偏極率約90%を維持し、磁性物質の磁気構造の偏極解析能も示した。ANSTO(Australia)の反射率計Platypusを用いて上記実験で用いた中性子ビーム偏極用スーパーミラーの偏極率及び反射率の精密測定を行ない、また、主な解析と議論を共同研究者と共に行なった。これらの結果はさらなる解析を加えた上で論文にまとめる。

正在开发脉冲白中子束聚焦磁透镜（modulated-Permanent Magnet Sexutpole，mod-PMSx）和紧凑型聚焦偏振小角度小角度散射装置（Very Cold Neutron Focused Polarized SANS，VCN-f-pol-）SANS）。 2009年，我们在Institut Laue-Langevin（ILL，法国）演示了使用VCN脉冲白光光束的聚光原理，并在此基础上，从2010年到2011年，我们增强了聚光能力，并在各个方面进行了改进。第二台机器 mod-PMSx-II 已生产。从2011年4月下旬开始，历时3个月左右，我们在ILL进行了mod-PMSx-II的聚光测试，成功实现了27.5A^-1<λ<55A^-1波段的聚光。最大波束重复周期为 30Hz。对上述波段具有很强的聚光能力，焦距为0.46m。我们构建了光聚焦测试和VCN-f-pol-SANS，并测量了几种有机聚合物和磁性样品的小角散射作为演示。探测器组的构造是为了测量 4x10^-3 A^-1<q< 3x10^-1 A^-1 的范围，其中 q 是散射矢量。我们制造了一个圆柱形壳形样品池，其有效长度可以选择，使得即使对于高达 1π 的散射角，样品长度也几乎相等，这消除了样品内的多重散射，这是使用长波长时的问题中子问题解决了。聚焦在样品位置的光束自旋极化率保持在90%左右，并且还证明了分析磁性材料磁结构极化的能力。我们使用澳大利亚ANSTO的反射率计Platypus对上述实验中使用的中子束偏振超级镜的偏振因子和反射率进行了精确测量，并与我们的合作者进行了主要的分析和讨论。这些结果将在进一步分析后总结在一篇论文中。