液体窒素循環冷却装置の導入とマルチ結晶分光器への改造

Introduction of liquid nitrogen cryogenic cooling system and development of multi-crystal switching system on BL11XU at SPring-8

塩飽 秀啓   ; 三井 隆也; 戸澤 一清*

Shiwaku, Hideaki; Mitsui, Takaya; Tozawa, Kazukiyo*

BL11XU/SPring-8(原子力機構・専用ビームライン)では、ビームライン高度化の一環として、分光器に液体窒素循環冷却装置を導入するとともに、マルチ結晶交換システムを開発した。液体窒素冷却方法は、シリコン単結晶を液体窒素温度付近まで冷却することによって、シリコンの線膨張係数が小さくなり、また熱伝導率が大きくなる特性を利用するものである。BL11XUの研究のために、6-70keVの範囲で高輝度X線を得るためには、使用エネルギーによってSi(111)結晶とSi(311)結晶を使い分けるマルチ結晶交換システムを開発した。液体窒素循環による結晶の振動防止と液体窒素循環によるステージの過冷却防止措置も組み込んだ。その結果、これまで使用してきた人工合成ダイヤモンド結晶と比較して、14.4keVではおよそ7.4倍の強度を得ることができた。さらに、結晶交換と調整を、わずか5分以内で行うことができ、必要に応じていつでも結晶交換が可能となった。このマルチ結晶交換システムは上記の結晶だけではなく、色々な結晶にも応用でき大変有効である。

The liquid nitrogen circulation cooling device for a double crystal monochromator was introduced, and the multi-crystal switching system was developed on the JAEA dedicated beamline "BL11XU" at SPring-8. The multi-crystal switching system has features to be able to exchange crystals in cryogenic temperature and in a vacuum at any time. By this system, it is available to use high flux X-rays energy range of 6 to 70 keV.