High pressure neutron diffractometer "PLANET" at J-PARC

J-PARCの高圧下中性子回折装置"PLANET"の概要

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

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

地球深部条件に相当する高温高圧条件下での中性子回折実験を目指して、J-PARCのMLF(物質・生命科学実験施設)のBL11に"PLANET"が建設された。放射光とは異なる中性子の特徴を生かして、鉱物中の水素位置や、磁気構造の決定などに威力を発揮すると期待される。ビームラインの特徴として、高圧装置としては初めて大型のマルチアンビルプレスである6軸プレスを導入したことがあげられる。6軸プレスは6つの油圧ラムが独立のプランジャーポンプにより制御されるプレスで、他のマルチアンビルプレスに比べて開口角が広いため、中性子実験に適している。コミッショニングでは、試料近傍に設置した4象限スリットやラジアルコリメーターによって、試料以外の高圧セルからの寄生ピークを排除した回折パターンを取得できることを確認できた。発表ではコミッショニングで確認されたPLANETの性能、及びその後開始した実験の結果について紹介する予定である。

High-pressure neutron diffractometer named "PLANET" is constructed at BL11 of Materials and Life Science Experimental Facility (MLF), spallation neutron source in Japan Proton Accelerator Research Complex (J-PARC). Using the features of neutron scattering that differs from X-ray, the beamline will provide new information not only about hydrogen in minerals, but also order-disorder transition and magnetic structures of minerals. A feature of the beamline is that 6-ram multi anvil press (named "ATSUHIME") is installed to generate high pressure and high temperature. The 6-rams press is suitable for neutron diffraction experiment because it has a wide window for detector coverage compared to other multi anvil press using guide block. Six hydraulic rams are operated by independent plunger pump to achieve highly synchronized compression of the sample assembly. In the talk, I will present the detail design of PLANET and its performance that is demonstrated through the commissioning.