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4SEASONS; A High-intensity chopper spectrometer for inelastic neutron scattering at J-PARC/MLF

J-PARC/MLF大強度中性子非弾性散乱中性子分光器4SEASONS

梶本 亮一  ; 中村 充孝  ; 横尾 哲也*; 中島 健次  ; 稲村 泰弘; 高橋 伸明; 丸山 龍治  ; 曽山 和彦 ; 柴田 薫 ; 鈴谷 賢太郎; 中谷 健 ; 佐藤 節夫*; 水野 文夫; 伊藤 幸弘; 岩橋 孝明; 神原 理; 田中 浩道; 吉田 登; 相澤 一也 ; 新井 正敏; 仁井田 浩二*; 社本 真一  ; 山田 和芳*

Kajimoto, Ryoichi; Nakamura, Mitsutaka; Yokoo, Tetsuya*; Nakajima, Kenji; Inamura, Yasuhiro; Takahashi, Nobuaki; Maruyama, Ryuji; Soyama, Kazuhiko; Shibata, Kaoru; Suzuya, Kentaro; Nakatani, Takeshi; Sato, Setsuo*; Mizuno, Fumio; Ito, Yukihiro; Iwahashi, Takaaki; Kambara, Wataru; Tanaka, Hiromichi; Yoshida, Noboru; Aizawa, Kazuya; Arai, Masatoshi; Niita, Koji*; Shamoto, Shinichi; Yamada, Kazuyoshi*

4SEASONSはJ-PARC/MLFのパルス中性子源におけるチョッパー分光器の一つである。中程度の分解能($$Delta E/E_i sim 6$$% at $$E=0$$)ながら300meVまでのエネルギー領域で非常に高い検出効率を実現し、高温超伝導体及びその関連物質における新奇なスピン・格子ダイナミクスによって生じる弱い非弾性散乱データを効率的に検出することを目的としている。そのために本分光器は高$$Q_c$$ ($$m=3$$-4)スーパーミラーによる楕円型収束ガイド管を備え、長尺(2.5m)$$^3$$He位置敏感型検出器を真空散乱槽の内部に円筒状に配列するなどの工夫をこらしている。さらに、専用Fermiチョッパー(MAGICチョッパー)による多エネルギー同時測定や$$^3$$Heスピンフィルターを利用した偏極解析にも対応する。4SEASONSの建設は現在進行中であり、2008年12月に利用開始となる予定である。本発表では4SEASONSの設計及び建設の現状について報告する。

4SEASONS is one of the neutron chopper spectrometers in J-PARC/MLF. It is intended to provide very high counting rate up to 300 meV neutron energy with medium resolution ($$Delta E/E_i sim 6$$% at $$E=0$$) to efficiently collect weak inelastic signals from novel spin and lattice dynamics especially in high-$$T_c$$ superconductors and related materials. To achieve this goal, the spectrometer equips advanced instrumental design such as an elliptic-shaped converging neutron guide coated with high-$$Q_c$$ ($$m=3$$-4) supermirror, long-length (2.5 m) $$^3$$He PSDs arranged cylindrically inside the vacuum scattering chamber. Furthermore, the spectrometer is ready for multi-incident-energy measurements by the repetition rate multiplication method with a special Fermi chopper, and polarization analysis with $$^3$$He spin filters. 4SEASONS is now under construction and will be ready to use in December 2008. In this paper, we show the design of 4SEASONS and current status of its construction.

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