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Study of instrumental design for high-pressure material science diffractometer at MLF, J-PARC

J-PARC超高圧中性子回折装置の装置設計研究

有馬 寛; 服部 高典 ; 小松 一生*; 阿部 淳; 内海 渉; 鍵 裕之*; 鈴木 昭夫*; 鈴谷 賢太郎; 神山 崇*; 新井 正敏; 八木 健彦*

Arima, Hiroshi; Hattori, Takanori; Komatsu, Kazuki*; Abe, Jun; Utsumi, Wataru; Kagi, Hiroyuki*; Suzuki, Akio*; Suzuya, Kentaro; Kamiyama, Takashi*; Arai, Masatoshi; Yagi, Takehiko*

近年の大強度パルス中性子実験施設の稼働に伴い、高温高圧領域をターゲットとした研究に注目が集まっている。本発表ではJ-PARC/MLFのNo.11ビームラインに建設中の超高圧中性子回折装置の装置設計について述べる。本装置は15GPa, 2000Kまでの温度圧力領域における結晶及びガラス,液体の構造解析を目的としている。ビームラインの特徴は次の2点である。(1)中性子実験用に新規開発するマルチアンビル高圧発生装置とナノ多結晶ダイヤモンドセルを導入する。(2)1mm$$^{3}$$$$sim$$10mm$$^{3}$$程度の微小な試料での効率的な測定を行うためにスーパーミラーによる集光を行う。設計の現状とMcStas, PHITSを用いたモンテカルロシミュレーションによるビームライン性能評価の結果について述べる。

A neutron beamline dedicated to high-pressure material science is now being constructed on BL11 at MLF, the spallation neutron source of Japan Proton Accelerator Research Complex (J-PARC). The beamline realizes the measurement of diffraction and radiography for powder and liquid/glass samples at high pressures up to 15 GPa and 2000 K. In order to achieve our goal, the beamline has two characteristics. One is the installation of a large-sized hydraulic press and the other is using supermirror focusing guides. Here, we report the current design and the performance of the beamline estimated with Monte-Carlo simulation program McStas and PHITS.

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