大面積イオンビームスパッタ装置を用いた中性子スーパーミラーの開発

Development of neutron supermirror with large-scale ion-beam sputtering instrument

丸山 龍治   ; 山崎 大  ; 海老澤 徹*; 曽山 和彦  

Maruyama, Ryuji; Yamazaki, Dai; Ebisawa, Toru*; Soyama, Kazuhiko

現在建設中のJ-PARC等の中性子ビーム利用施設では、中性子源から発生する中性子ビームを効率的に実験装置まで輸送し、さらに必要な位置でビームを分岐及び収束させるための高性能中性子スーパーミラーの開発が必須である。中性子スーパーミラーとは、異なる二種類の金属膜を基板上に交互に少しずつ膜厚を変えながら積層したものであり、その性能はスーパーミラーとニッケルミラーの臨界角での運動量遷移の比()と、そこでの中性子反射率で評価される。これまで、原子力機構では世界に先駆けて、結晶粒が小さく密度の高い良質な膜の積層を可能にするイオンビームスパッタ法による成膜技術開発が進められてきた。さらに、J-PARCにおける大強度パルス中性子源等で用いられる実機の製造を踏まえ、500mmの成膜可能面積を持つ世界最大のスーパーミラー用イオンビームスパッタ装置を導入し、これを用いた中性子スーパーミラーの開発を行っている。今回、実際の大強度パルス中性子源で必要となる及び4の中性子スーパーミラーを成膜し、その中性子反射率測定を行ったところ、臨界角における反射率が約0.80及び0.66という結果が得られるとともに、500mmの成膜可能面積に対してほぼ一様な性能を確認した。

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