理想的な中性子単色化装置用スリット材の開発

中子单色仪理想狭缝材料的研制

基本信息

批准号：
22K12663
负责人：
梶本亮一
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Japan Atomic Energy Agency
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

本研究では、パルス中性子源における非弾性中性子散乱実験装置のキーコンポーネントの一つである、フェルミチョッパーの理想的なスリットパッケージの開発に向けて、中性子の散乱体となる接着剤（水素）を含まないスリット材の開発を目指している。その基本的なアイデアは、スリットの透過材として用いられるアルミニウム板へ、接着剤の代わりに溶射という技術を用いて中性子遮蔽材のホウ素を貼付することである。今年度は、まず、アルミニウム板へのホウ素の溶射が技術的に可能かどうかを検証した。フェルミチョッパーの実機で用いられるものと同サイズのアルミニウム板を用意し、そこに4種類の粒度の炭化ホウ素粉末を溶射し、得られた溶射体の密度を計測した。その結果、いずれもホウ素換算で50%以上の密度が得られたが、特にF320という粒度の炭化ホウ素粉末を溶射した場合にホウ素換算で59%の密度が得られた。現在、我々がJ-PARC物質・生命科学実験施設において中性子実験に使用しているフェルミチョッパーで使われているスリット材では、ホウ素密度は50%である。今回の溶射試験により、それを上回る密度が得られたため、溶射技術がフェルミチョッパーのスリット材作成として有望であることが分かった。以上の結果は、国内研究会において、研究代表者が整備・運用している非弾性中性子散乱実験装置の現状を紹介する発表の一部として発表した。また、今年度開催された中性子国際会議 (International Conference on Neutron Scattering) に参加 (リモート参加) し、非弾性中性子散乱実験装置開発の最新情報の収集を行った。

在这项研究中，我们的目标是为费米斩波器开发一种理想的狭缝封装，费米斩波器是脉冲中子源中非弹性中子散射实验设备的关键部件之一，我们的目标是开发一种无狭缝的材料。基本思想是使用一种称为热喷涂的技术而不是粘合剂，将硼（一种中子屏蔽材料）附着到用作狭缝透明材料的铝板上。今年，我们首先验证了在铝板上热喷涂硼在技术上是否可行。准备一块与实际费米斩波器中使用的尺寸相同的铝板，将四种不同粒径的碳化硼粉末喷涂到其上，并测量喷涂材料的密度。其结果，全部得到以硼换算为50％以上的密度，特别是在喷镀粒径为F320的碳化硼粉末时，得到以硼换算为59％的密度。。我们目前在 J-PARC 材料和生命科学实验设施的中子实验中使用的费米斩波器中使用的狭缝材料的硼密度为 50%。在这次热喷涂测试中，我们能够获得高于此的密度，这表明热喷涂技术有望用于制造费米斩波器的狭缝材料。上述结果是在国内一次研究会议上作为主要研究者维护和运行的非弹性中子散射实验装置现状介绍的一部分进行的报告。我们还（远程）参加了今年举办的国际中子散射会议，收集了非弹性中子散射实验设备发展的最新信息。