A Focusing-geometry small-angle neutron scattering instrument with a magnetic neutron lens

中性子磁気レンズを用いた集光型中性子小角散乱装置

奥 隆之   ; 岩瀬 裕希; 篠原 武尚   ; 山田 悟; 広田 克也*; 小泉 智; 鈴木 淳市; 橋本 竹治; 清水 裕彦

Oku, Takayuki; Iwase, Hiroki; Shinohara, Takenao; Yamada, Satoru; Hirota, Katsuya*; Koizumi, Satoshi; Suzuki, Junichi; Hashimoto, Takeji; Shimizu, Hirohiko

中性子磁気レンズを搭載した集光型中性子小角散乱装置を開発した。中性子磁気レンズ(MNL)は、永久磁石NdFeBと高飽和磁化材料パーメンジュールから成る発展型Halbach永久六極磁石である。磁気レンズの内径は35mm、長さは1200mmであり、その内部に、六強磁場強度分布B =(/2) , =11,500T/mが形成される。ここで、は磁石中心軸からの距離である。磁気レンズ内表面での中性子の反射を抑制するため、磁気レンズ内表面は中性子吸収材であるCd薄板で覆われているほか、磁気レンズ内部に30mmのCdスリットが設置されている。よって、実効的な磁気レンズの口径は30mmである。磁気レンズは、偏極中性子に対してのみ、集光レンズとして機能するので、中性子偏極素子として、磁気スーパーミラーを装置に搭載した。また、中性子磁気レンズで集光した集光中性子ビームは、大面積のHe二次元中性子検出器と高分解能シンチレーション二次元中性子検出器を用いて検出される。講演では、本装置の中性子集光光学系の性能と、集光型小角散乱装置の性能について、議論する。

Measuring efficiency and/or angular resolution of small-angle neutron scattering experiments can be improved by focusing neutrons on a detector plane. Thus, a magnetic focusing lens (MNL) have been installed into the SANS instrument, SANS-J-II, of JRR-3 in AEA for the focusing-geometry SANS (FSANS) experiments. The MNL is an extended Halbach-type permanent sextupole magnet. The inner diameter and length of the MNL are 35 mm and 1200 mm, respectively. As the MNL functions as the focusing lens only for the polarized neutron with positive polarity, the incident neutron polarization is set positive by using the supermirror polarizer and the two-coil spin flipper. The intensity distribution of the neutrons focused by the MNL at the detector position was measured by using a high-resolution photomultiplier-based scintillation detector. In this paper, the neutron focusing property of the focusing setup is investigated, and the performance of the FSANS instrument is discussed.