Development of a thermal neutron focusing device using neutron supermirrors

中性子スーパーミラーを用いた熱中性子集光デバイスの開発

長壁 豊隆  ; 曽山 和彦  

Osakabe, Toyotaka; Soyama, Kazuhiko

中性子の集光は、試料が非常に小さくなってしまう極端条件下の実験において不可欠な手法となる。この論文では、三軸型中性子散乱装置で使用するための熱中性子集光デバイスの開発について報告する。開発した集光デバイスは全長400mmのコンパクトなもので、三軸分光器の第二コリメーターと試料の間に設置され、焦点距離はデバイス下端から150mmとなる。デバイスは円形状の3m仕様NiC/Ti製スーパーミラーを全18枚持ち、各円形状ミラーの延長は試料位置に一致する。中性子は各ミラーの内面を等角度で連続的に反射され、焦点位置、つまり試料位置に到達する。実際の集光試験の結果から、30.5meV以下の中性子ビームに対して試料位置で2倍以上のゲインがあることがわかった。

Neutron focusing is an indispensable technique used to compensate for weak signals in experiments under extreme conditions with tiny samples. We describe the development of a thermal neutron focusing device for a typical triple-axis neutron spectrometer. The device has a length of 400 mm and is placed between the second collimator and the sample position. The focal length is 150 mm from the downstream end of the device. The optic has 18 pieces of the circular blade consisting of 3m NiC/Ti neutron supermirrors. The extensions of the end of each blade meet at the sample position, namely the focal point. Neutrons undergo successive reflection through the same angle from the inner surface of each blade and arrive at the sample position. The test results show that the gain of the neutron intensity at the sample position increases by a factor of two or more for the neutron energy below 30.5 meV.