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JRR-3における中性子反射率計の開発

Development of a neutron reflectometer SUIREN at JRR-3

山崎 大; 盛合 敦; 田村 格良; 丸山 龍治; 海老澤 徹*; 武田 全康; 曽山 和彦

Yamazaki, Dai; Moriai, Atsushi; Tamura, Itaru; Maruyama, Ryuji; Ebisawa, Toru*; Takeda, Masayasu; Soyama, Kazuhiko

JRR-3において新しい中性子反射率計SUIRENの開発,建設を行い、平成18年度より施設共用を開始した。SUIRENは、波長3.8$AA $の単色中性子を利用した、試料垂直配置の反射率計である。測定対象としては、形態として固体試料のほか固液界面試料が、膜構造としてはソフトマテリアル薄膜,磁性人工格子,中性子ミラーなどをはじめ、多様な試料が考えられる。ビーム強度は、角度分散$$Deltatheta$$=0.08degにコリメートしたあと、試料位置で2.1$$times$$10$$^4$$$$sim$$2.6$$times$$10$$^4$$カウント/s/cm$$^2$$程度である。また、バックグラウンドは4.5$$times$$10$$^{-3}$$カウント/sであった。テスト測定の例として、3インチ$$phi$$のシリコン基板の反射率測定では、約27時間かけて10$$^{-6}$$までの反射率が測定できることを実証した。また、偏極反射率測定モードについても実用化に向け、すでにテスト測定をはじめている。本報告では、この中性子反射率計SUIRENの開発について概説する。

A new neutron reflectometer "SUIREN" has been developed and started its operation at the research reactor JRR-3 of JAEA in 2006. SUIREN (Apparatus for Surface and Interface investigations with Reflection of Neutrons) provides monochromatic neutron beam with wavelength of 3.8 $AA and vertical sample geometry, which is suitable for studies on interfaces involving solid layers of soft materials, magnetic materials, neutron mirrors and many other things. Collimated neutron intensity is about 2.1$times$$10$$^4$$$$sim$$2.6$$times$$10$$^4$$ n/s/cm$$^{2}$$ with =0.08 deg at the sample position. Background is as low as 4.5$$times$$10$$^{-3}$$ n/s when a local beam shutter is closed. A demonstration experiment showed that specular reflectivity of a silicon substrate of 3 inches in diameter can be measured down to 10$$^{-6}$$ over 0 $$<$$ Qz $$<$$ 0.22 AA -1 in 27 hours. This paper describes the beam-line and components of the SUIREN reflectometer, some results of test measurements and future plans.

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