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Designing PLANET; Neutron beamline for high-pressure material science at J-PARC

J-PARC高圧中性子回折装置PLANETの設計と開発

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*

J-PARC物質生命科学実験施設における高圧研究の専用ビームライン建設について、科学研究費補助金新学術領域研究(高温高圧中性子実験で拓く地球の物質科学:領域代表八木健彦)が採択され、平成21年度からBL11において超高圧中性子回折装置(PLANET)の建設が開始された。30GPa及び2500Kまでの温度圧力領域での中性子回折測定を研究対象とし、分光器室内には大型マルチアンビルプレスを設置する。本装置の概要並びに開発の現状について報告する。PLANETは水を含む地球深部物質の高温高圧下での結晶構造,マグマの局所構造,液体の圧力誘起構造変化を主要な研究テーマとして設計を行った。10mm$$^3$$以下の試料体積を対象として主検出器である90$$^{circ}$$バンクにおいて0.5%の装置分解能を持つ。4.3${AA}$のd値範囲を1フレームで測定することが可能である。中性子の輸送には11.5mの集光型中性子ガイド管を用い、結晶,液体それぞれの構造解析に適した波長領域での測定効率の向上を目指している。

The powder diffractometer dedicated to high-pressure experiments (PLANET) is now being constructed on BL11 at the spallation neutron source of J-PARC. PLANET aims to study structures of hydrogen-bearing materials including dense hydrous minerals of the Earth's deep interior, magmas and light element liquids. The instrument will realize diffraction and radiography experiments for powder and liquid/glass samples at high pressures up to 20 GPa and 2000 K. It covers d spacing from 0.2 ${AA}$ to 4.1 ${AA}$ at 90$$^{circ}$$ bank within the first frame.

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