Development of drabkin energy filters for J-PARC project

J-PARCのためのDrabkin型エネルギー・フィルターの開発

山崎 大  ; 曽山 和彦  ; 海老澤 徹*; 田村 格良  ; 田崎 誠司*

Yamazaki, Dai; Soyama, Kazuhiko; Ebisawa, Toru*; Tamura, Itaru; Tasaki, Seiji*

Drabkin型エネルギー・フィルターは、空間的中性子スピン共鳴を利用して、望みの波長を持つ中性子を取り出すものである。これをパルス中性子に適用すれば、パルスの波長バンド幅やピーク高さを犠牲にすることなく、そのバースト幅を狭め、テールをカットすることができる。本講演では、Drabkin型エネルギー・フィルターを用いたJ-PARCパルス中性子のパルス整形についてシミュレーションを行った結果について報告する。計算では段階的な磁場勾配を導入し、J-PARCで予想されるパルスの性質に対応させて磁場の時間変化をさせるようにした。この結果、結合型モデレータから得られるパルスのテールが9割程度以上除去できること,パルス幅を非結合型モデレータ並みにすることが可能なことが示された。また、フィルター内部における磁場の周期幅の揺らぎが与える影響について考察し、100周期の磁場に対して1%以下の揺らぎであればほぼ影響はないことを示した。

Drabkin energy filters extract neutrons of required wavelength using spatial neutron spin resonance. If they are applied to pulsed neutrons, they could sharpen pulse width and cut tail neutrons without reducing band-width or peak-intensity. Shaping of J-PARC coupled-moderator pulse by a Drabkin energy filter was simulated. In the simulation, discrete field gradient to Bx is introduced and total field B is varied in accordance with the dominant wavelength at each moment at the filter position. The results suggest that about 90 % or more of tail neutrons from coupled moderator are cut and a fliter with fields of 200 periods could reduce pulse width up to that of decoupled moderator. Effects of fluctuations of width of each half period were studied and it was found that fluctuation within 1 % are tolerable for a flipper with field of 100 or 200 periods.