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The Design of the neutron total scattering spectrometer for hydrogenous materials at J-PARC-JSNS

J-PARC大強度中性子源(JSNS)のための水素系全散乱装置のデザイン

鈴谷 賢太郎; 亀田 恭男*; 大友 季哉*; 吉田 亨次*; 伊藤 恵司*; 福永 俊晴*; 三沢 正勝*

Suzuya, Kentaro; Kameda, Yasuo*; Otomo, Toshiya*; Yoshida, Koji*; Ito, Keiji*; Fukunaga, Toshiharu*; Misawa, Masakatsu*

J-PARCの大強度中性子源(JSNS)に設置すべき中性子散乱装置として、水素(軽水素)系物質専用全散乱装置を提案している。本稿では、この装置のデザイン,特性,概念設計結果を示し、また装置設計のための予備実験の結果を紹介して、この装置の有効性を立証する。本装置デザインの大きな特徴は、中性子飛行距離において、試料-検出器間の距離が相対的に非常に小さいことであり、この特徴は、従来の軽水素を含む物質を測定する際の困難(非弾性散乱効果)を大きく低減する。したがって、今後急速な需要が予想される生体関連物質,水素エネルギー材料などの軽水素含有物質の構造解析に極めて有用であると期待できる。

The design, performance, philosophy, lessons learned and advantages of the neutron total scattering spectrometer for hydrogenous materials, FAST, under consideration for the J-PARC-JSNS, are described. In particular, novel instrumentation concept such as the small fractional scattered neutron flight path, $$gamma$$= L$$_{2}$$/(L$$_{1}$$+L$$_{2}$$), where L$$_{1}$$ is the incident flight path, moderator to sample, L$$_{2}$$ is the scattered neutron flight path from sample to detector, is presented and their expected performance at the JSNS is considered.

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