Spin selective neutron transportation and shaping by using multiplet magnetic lenses

磁気複合光学系によるスピン選択的な中性子ビームの輸送と整形

奥 隆之   ; 篠原 武尚   ; 鈴木 淳市; 吉良 弘*; 高田 慎一  ; 新井 正敏; 広田 克也*; 岩下 芳久*; 清水 裕彦*

Oku, Takayuki; Shinohara, Takenao; Suzuki, Junichi; Kira, Hiroshi*; Takata, Shinichi; Arai, Masatoshi; Hirota, Katsuya*; Iwashita, Yoshihisa*; Shimizu, Hirohiko*

六極磁場に基づく磁気レンズは、正極性及び負極性中性子に対して、それぞれ集光及び発散レンズとして機能する。そこで、この磁気レンズの集光及び発散レンズ機能を組合せて用いることにより、中性子ビームの形状と発散度を高い自由度で制御することが可能である。磁気レンズの中性子集光特性には色収差があり、その焦点距離は中性子波長の二乗に反比例して変更する。そこで、われわれはパルス中性子の飛行時間に同期させて、複数の磁気レンズの集光及び発散機能を切り替えることにより、磁気レンズが本来持っている色収差を補償し、一定の焦点距離である波長帯域の中性子を集光する方法を考案し、計算による体系の最適化及び実験による原理の検証を行った。本発表では、これまでに行った磁気複合光学系の開発研究の結果を紹介するとともに、現在、建設を進めているJ-PARC中性子小角散乱装置に導入する磁気複合光学系の性能について、紹介する。

Spin selective neutron transportation and beam shaping can be realized based on the interaction between the neutron magnetic moment and magnetic field. The magnetic optics for neutrons is flexible optics since we can control its characteristics by changing the multiplicity of magnetic poles. Its flexibility is further enhanced by combining the plural functions of the magnetic optics. So far, we have constructed the polarized neutron focusing system consisting of the quadrupole and sextupole magnets, and successfully introduced it into the SANS instrument. Now, we are developing a multiplet magnetic lens system to focus a pulsed neutron beam for a TOF SANS instrument. The details of our work are shown and discussed.