Supermirror coatings for the new spallation source J-PARC

新しい核破砕型中性子源J-PARCのためのスーパーミラーの成膜

丸山 龍治   ; 山崎 大  ; 海老沢 徹*; 日野 正裕*; 曽山 和彦  

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

中性子スーパーミラーは、研究用原子炉や核破砕型パルス中性子源で発生する中性子を効率的に実験装置まで輸送し、さらに必要な位置で分岐及び集束させるうえで重要となる中性子光学素子である。J-PARCにおける大強度パルス中性子源等で用いられる中性子光学機器の製造のために、0.2mの成膜可能面積を持つ大面積イオンビームスパッタ装置が導入され、これを用いたスーパーミラー開発が行われている。その結果、高臨界角スーパーミラーについてはNiの6.7倍の臨界角を持つ(臨界角における反射率は23%)ものが、高反射率スーパーミラーについてはNiC/Ti多層膜の導入により、Niの3倍の臨界角までの全域で87%以上の高反射率のスーパーミラーの試作にそれぞれ成功した。これらの開発方法及び実験結果について報告する。

The development of high performance neutron supermirrors with high reflectivity and large , the ratio of the effective critical angle of the supermirror to that of natural nickel, is important for the J-PARC project since it greatly increases the available neutron intensity. Neutron supermirrors consist of alternating layers of two materials with different refractive indices for neutrons. An ion beam sputtering instrument with an effective deposition area of 0.2 m has been installed at the Japan Atomic Energy Agency in order to produce neutron guides, benders, and other neutron optical devices, which are planned for application in the J-PARC project. We have succeeded in fabricating the supermirror with large critical angle of and that with high reflectivity (85%) for .