Advanced neutron guide geometry for the near-backscattering spectrometer at J-PARC

J-PARCにおける逆転配置型中性子非弾性散乱分光器の中性子ガイド管形状の高度化

高橋 伸明; 柴田 薫  ; 佐藤 卓*; 中島 健次  ; 梶本 亮一  ; 及川 健一   ; 新井 正敏; Schanzer, C.*

Takahashi, Nobuaki; Shibata, Kaoru; Sato, Taku*; Nakajima, Kenji; Kajimoto, Ryoichi; Oikawa, Kenichi; Arai, Masatoshi; Schanzer, C.*

原子力機構がJ-PARC物質生命科学研究施設に設置を計画している中性子散乱実験装置の一つである、飛行時間結晶アナライザー中性子非弾性散乱分光器(DIANA)は、微少生物試料のダイナミクスを研究対象としているため、低エネルギー領域(数十meV以下)で大強度の中性子ビームが求められる。近年、中性子源から試料へ中性子を導くための中性子輸送導管(中性子ガイド管)の研究が盛んに進められており、断面形状を楕円化することにより大強度化できることが報告されている。われわれは、DIANA分光器にとって最適な中性子ガイド管の仕様を決定するため、数十meV以下の低エネルギーの中性子を最も効率的に試料に導く形状を決定した。これまで検討されてきた直線形状の約1.5倍のゲインが期待されることが明らかとなった。

A time-of-flight near-backscattering neutron inelastic spectrometer, DIANA has been proposed for the Materials and Life science experimental Facility (MLF) at Japan Proton Accelerator Research Complex (J-PARC). It has been designed to achieve a high neutron flux at a range of low energies, whose wavelength band is between about 1.4 and 6.4 . We have recently decided to attach the instrument to the coupled moderator source beam-line instead of the decoupled source beam-line, in order to achieve highest intensity at the desired wavelength band. On the other hand, a novel focusing analyzer has been theoretically developed and also designed for the instrument. As a result of this work, it is found that a large beam divergence at the sample is acceptable. Therefore, we have reconsidered the guide system in order to maximize the intensity, according to the report about advanced geometries for neutron guides.