超高圧中性子回折装置PLANETの性能と現状

Performance and the current status of the high-pressure neutron diffractometer PLANET

服部 高典   ; 佐野 亜沙美   ; 有馬 寛*; 小松 一生*; 山田 明寛*; 永井 隆哉*; 片山 芳則; 井上 徹*; 内海 渉; 鍵 裕之*; 八木 健彦*

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

PLANETは、BL11に建設された世界初の高温高圧専用の中性子分光器である。その最大の特徴は、高温高圧発生に優れたマルチアンビル型高圧発生装置を用いて、約20万気圧2000度にある物質の状態を中性子を用いて調べられる点にある。2008年度から建設が始められ、2012年度上半期にビームコミッショニングが、下半期にはprojectメンバーによる本実験が行われた。2013年度からは共用ビームラインとして再出発し、現在それにふさわしい装置となるべく、装置の改良や実験方法の開発が行われている。本発表ではこれまでに明らかとなった装置の性能と、測定データ例を紹介する。PLANETは、さまざまな高圧ユーザーの実験を想定し、結晶のみならず液体の構造解析が行える仕様となっている。分解能を実測した結果d/d=約0.6%が実現しており、ほぼ設計値(0.5%)に近い性能が出ていることがわかった。また、高圧実験において最も重要なセルからの散乱の除去であるが、試料直近に配置されたミニ四象限スリット及びラジアルコリメータを用いて、視野を3mm角に限定することができ、被加圧体の中の試料のみ情報が取得できることを確認した。2013年度上半期のdevelopment終了後、下半期(2月)から、一般ユーザーに開放される予定である。

The PLANET is the world's first neutron beamline specialized for high-pressure and high-temperature experiments. The most characteristic feature is the capability to investigate the state of the matter at high-pressure and high-temperatures up to 20 GPa and 2000 K with the multi-anvil high-pressure apparatus. The construction was started in 2008. The beamline was commissioned in the first half year of JFY 2012 and the new data is being taken by project members. This year, the beamline is reborn to a public beamline of J-PARC. In this talk, the performance of the PLANET and the typical results are introduced. The resolution of the diffraction pattern (d/d=c.a 0.6%) was found to be almost equal to the designed value (0.5%). The elimination of the background from the sample surrounding materials, which is the most important feature of the high-pressure experiments, was found to be accomplished with the use of the severe incident collimator and radial receiving collimator system. The beamline is opened for general users since the last half year of JFY2013 (from Feb.).