Automated pulsed magnet system for neutron diffraction experiments at the Materials and Life Science Experimental Facility in J-PARC

J-PARC物質生命科学実験施設における中性子回折実験のための自動運転パルスマグネットシステム

渡辺 真朗  ; 木原 工*; 野尻 浩之*

Watanabe, Masao; Kihara, Takumi*; Nojiri, Hiroyuki*

J-PARC物質・生命科学実験施設において、ユーザーが使いやすく、かつ新しい試料環境装置として35Tまで発生可能なパルスマグネットシステムを開発した。これは、真空チャンバー、GM冷凍機、小型ソレノイドコイルを挿入したSUS管で構成されている。コイルは液体窒素自動供給装置から供給される液体窒素で冷却され、試料はGM冷凍機で冷却される。この組み合わせにより、ユーザー操作のための自動運転可能な強磁場回折測定が容易になる。散乱角は最大42度で、これまでの装置よりも大幅に広くなっている。中性子回折実験は、マルチフェロイック物質(TbMnO)を用いて、回折ピークの磁場依存性が明確に観察された。このようにユーザープログラム用の実用的な強磁場回折のための、新しいパルスマグネットシステムが確立された。

A pulsed magnet system has been developed as a new user-friendly sample environment equipment at the Materials and Life Science Experimental Facility in Japan Proton Accelerator Research Complex. It comprises a vacuum chamber, a 4 K closed-cycle refrigerator for samples, and a nitrogen bath made of a stainless-steel tube with a miniature solenoidal coil. The coil is cooled by liquid nitrogen supplied by an automatic liquid nitrogen supply system, and the sample is cooled by a refrigerator. This combination facilitates the automatic high magnetic field diffraction measurement for the user's operation. A relatively large scattering angle is up to 42 degrees, which is significantly wider than the previous setup. Neutron diffraction experiments were performed on a multiferroic TbMnO and the field dependence of the diffraction peaks was clearly observed. The new pulsed magnet system was established for a practical high magnetic field diffraction for the user program.