動き出したJ-PARC中性子非弾性散乱装置「四季」; 中性子非弾性散乱実験の新規手法の実証

New technique for inelastic neutron scattering measurement demonstrated on the chopper spectrometer 4SEASONS at J-PARC

梶本 亮一  ; 中村 充孝   ; 稲村 泰弘; 水野 文夫; 横尾 哲也*; 中谷 健 ; 新井 正敏; 藤田 全基*

Kajimoto, Ryoichi; Nakamura, Mitsutaka; Inamura, Yasuhiro; Mizuno, Fumio; Yokoo, Tetsuya*; Nakatani, Takeshi; Arai, Masatoshi; Fujita, Masaki*

近年、世界各国で新たな中性子実験施設の建設や既存の施設の高度化が進められているが、我が国でも日本原子力研究開発機構と高エネルギー加速器研究機構によってJ-PARC物質・生命科学実験施設(MLF)に大強度の核破砕パルス中性子実験施設が建設された。従来世界最高の性能を有していた核破砕パルス中性子源である英国のISISでは陽子ビーム出力が160kWであったのに対し、J-PARCでは1MWとなる予定であり、米国のSNS(1.4MW)と並んで世界有数の中性子実験施設となる見込みである。MLFは2008年5月にいよいよ初めての中性子ビームを生成し、その後も順調に強度を上げ、現在既にISISに匹敵する120kWでの定常運転を行っている。このような時期を迎え、われわれは分解能をそれほど追求しない代わりに、運動量とエネルギーの4次元空間を大強度・高効率で測定可能な非弾性散乱装置の実現を目指してMLFに4次元空間中性子探査装置(通称「四季4SEASONS」)の建設を進めてきた。現在、四季は建設フェイズをほぼ終え、いよいよ本格的な利用フェイズに移行しつつある。そこで、本レビューではこの四季の原理及び仕様について概説した後、最近本装置を用いて実証に成功した新しい非弾性散乱実験手法を紹介する。

Inelastic neutron scattering measurement using multiple incident energies can drastically enhances the measurement efficiency. The article reviews the principle of this new technique and an example of the measurement using the chopper spectrometer 4SEASONS of the pulsed neutron experimental facility in Japan Proton Accelerator Research Complex (J-PARC).