Development of 0.5 mm gauge size radial collimators for high-pressure neutron diffraction experiments at PLANET in J-PARC

J-PARCのPLANETにおける高圧中性子回折実験用見込み幅0.5mmラジアルコリメータの開発

服部 高典   ; 鈴木 浩二*; 三代 達也*; 伊藤 崇芳*; 町田 真一*

Hattori, Takanori; Suzuki, Koji*; Miyo, Tatsuya*; Ito, Takayoshi*; Machida, Shinichi*

見込み幅0.5mmのラジアルコリメータを高圧中性子回折実験用に特別に設計し、その性能と有効性を調べた。0.75mm, 1.5mm, 3.0mmのラジアルコリメータはそれぞれ0.50mm, 1.07mm, 2.78mmのみこみ幅を示した。3つのラジアルコリメータの透過率はすべて同等であった。Paris-Edinburgh(PE)プレスとdiamond anvil cell (DAC)を使用した評価では、見込み幅0.5mmラジアルコリメータを使用した場合、アンビル散乱はかなり減少し、サンプル/アンビル信号比はPEプレスとDACでそれぞれ0.5と2.0に達した。これらの結果は、見込み幅0.5mmラジアルコリメータが意図したとおりに製作され、高圧中性子回折実験(特に30GPaを超える実験)に有効であることを示している。今回作成されたラジアルコリメータの見込み幅は、これまで世界の中性子散乱実験用に製作されたものの中で、最も小さい見込み幅を持つものである。

Radial collimators (RC) with a 0.5 mm gauge size (GS) were specially designed for high-pressure neutron diffraction experiments and their performance and efficacy were investigated. The RCs with nominal GS of 0.75 mm, 1.5 mm, and 3.0 mm effectively exhibited GS of 0.50 mm, 1.07 mm, and 2.78 mm, respectively. The transmissions of all three RCs were almost equivalent. The assessment using a P-E press and a DAC revealed that the anvil scattering was considerably minimized and the sample-to-anvil signal ratio reached values of 0.5 and 2.0 for the PE press and DAC, respectively, when using the 0.5 mm-GS RCs. These results indicate that the 0.5mm-GS RCs have been fabricated as intended and exhibit efficacy for the high-pressure-neutron diffraction experiments, specifically those exceeding 30 GPa. Among those ever manufactured for neutron scattering experiments, the RCs display the smallest GS.