J-PARCでの新しい中性子ビームライン

Design of a high-resolution single-crystal neutron time-of-flight biomolecular diffractometer in J-PARC

友寄 克亮

Tomoyori, Katsuaki

学術・産業界に広く利用可能な装置として、J-PARCに大型の単位格子を持つ結晶の測定を可能とするタンパク質専用の中性子回折装置の建設を提案している。本提案では、第一に、格子長が250以上のタンパク質結晶の測定を目指す。第二に、高い測定効率を実現する。第1の目標には、反射スポットの分離が鍵となるため線源には中性子パルス時間幅が短い減速材(非結合型)を選択する。第2の目標のため、現在、集光効率の高いスーパーミラーガイド管と、大立体角高検出効率シンチレーション中性子検出器の開発を行っている。新装置の概要およびシミュレーションによって得られた現状仕様をもとに設計の検討状況を説明する。

We are planning to design a high-resolution biomacromolecule neutron time-of-flight (TOF) diffractometer, which allows us to collect data from crystals with the unit cells over 250, at Materials and Life Science Experimental Facility (MLF) in Japan Proton Accelerator Research Complex (J-PARC). This new diffractometer can elucidate the detail mechanism of large proteins such as membrane proteins and supermolecular complex. The quantitative evaluation of the intensity and pulse width of a decoupled moderator (DM) against a coupled moderator (CM) considering pulse width time resolution demonstrated that a DM certainly satisfies specification of our diffractometer rather than a CM. It shows the characteristic feature of a DM, narrow pulse width with a short tail, is crucial for the separation of Bragg reflections from crystals with large unit cells. Furthermore, we proceed to design high efficient supermirror neutron guide and scintillation neutron detectors with large solid angles. We will focus on specification of new diffractometer thus obtained by our simulation and explain the performance of the new diffractometer.