J-PARC超高圧中性子回折装置PLANETの目指すところと建設状況

Goal and the current state of high-pressure neutron diffractometor PLANET at J-PARC

服部 高典   ; 有馬 寛; 片山 芳則; 内海 渉; 永井 隆哉*; 井上 徹*; 鍵 裕之*; 八木 健彦*

Hattori, Takanori; Arima, Hiroshi; Katayama, Yoshinori; Utsumi, Wataru; Nagai, Takaya*; Inoue, Toru*; Kagi, Hiroyuki*; Yagi, Takehiko*

「超高圧中性子回折装置(通称: PLANET)」は、J-PARC/BL11に建設されている高圧中性子実験に特化した新しい中性子分光器である。その主たる目的は、地球内部に存在する水素,水が地球ダイナミクスに及ぼす影響を調べることである。最大の特徴は、世界でも類をみない1500トン級の大型高圧プレス(通称: 圧姫)を分光器室内に導入し、超高圧高温(20万気圧, 2000K以上)における物質(結晶・液体)の状態を、回折、イメージング技術を使って調べることができる点である。上記の目的を果たすために、モデレータとして、非結合型を採用し、光学系として、短波長強度重視のガイドミラー,チョッパー群(T01, ディスク2)を擁している。2cm□に絞られた中性子は、ターゲットから25mの位置におかれた試料に入射し、回折中性子は3HePSD検出器が配置された90度バンク(L2=1.5m)で、透過中性子は中性子CCDカメラで検出される。測定可能dレンジは、0.21-4.2A、測定分解能はd/d=0.5%である。本装置は、本年度より建設を始めており、平成23年度からのビーム利用実験を計画している。

The high-pressure neutron diffractometer PLANET is the new neutron beamline dedicated to the high-pressure studies. The main purpose is to reveal the effect of the hydrogen and water on the materials dynamics in the Earth. The most characteristic feature is to possess the huge high-pressure press with a maximum load of 1500 ton, which can simultaneously generate pressures and temperatures of 20 GPa and 2000K, respectively. The coupling this with the diffraction and imaging technique enables us to observed states of the materials and minerals at conditions relevant to Earth's upper mantle. In this paper, the details of the design are introduced.