Development status of the NMR system for the polarized He Neutron Spin Filter (NSF) in the MLF at J-PARC

J-PARC/MLFでの偏極He中性子スピンフィルターのための核磁気共鳴システムの開発状況

酒井 健二 ; 奥 隆之   ; 林田 洋寿*; 吉良 弘*; 廣井 孝介  ; 猪野 隆*; 大山 研司*; 大河原 学*; 加倉井 和久; 篠原 武尚   ; 及川 健一   ; 原田 正英   ; 相澤 一也  ; 新井 正敏; 坂口 佳史*; 鈴木 淳市*

Sakai, Kenji; Oku, Takayuki; Hayashida, Hirotoshi*; Kira, Hiroshi*; Hiroi, Kosuke; Ino, Takashi*; Oyama, Kenji*; Okawara, Manabu*; Kakurai, Kazuhisa; Shinohara, Takenao; Oikawa, Kenichi; Harada, Masahide; Aizawa, Kazuya; Arai, Masatoshi; Sakaguchi, Yoshifumi*; Suzuki, Junichi*

Heの中性子吸収断面積が強いスピン選択性を有することを利用した偏極Heフィルターは、ビーム調整が不要なため、ビームラインに設置すれば直ぐに使える簡便な中性子スピンフィルター(NSF)として利用できる。そのようなNSF実現のためには、NSFのHe偏極度を定常的にモニタするための核磁気共鳴(NMR)システムの開発が不可欠である。我々は断熱高速通過型(AFP)とパルス型NMRの特徴が相補的であることに着目して2つのシステムを併用した汎用性の高いNMRシステムを開発した。更に、J-PARCの中性子実験装置(BL10)での中性子透過率測定から得られたで校正しながら、温度、パルスNMRの振動磁場の大きさや印可時間などの測定条件を変えて、AFPとパルスNMRの信号間の相関を測定した。例えば、パルスNMR測定に起因する減偏極率を0.1%以下になるまでパルスNMRの検出感度を小さくしても、2つのNMR信号間の線形性は確認できた。これらの結果から、我々は開発したNMRシステムがHe偏極度モニタとして十分機能することを確認した。

The polarized He filter, which polarizes neutrons due to a large neutron absorption cross section of He with strong spin selectivity, becomes a convenient neutron spin filter (NSF) because it is operated immediately after its installation in beam lines without any neutron beam adjustments. For realizing such the NSF, a nuclear magnetic resonance (NMR) system is indispensable for monitoring He nuclear spin polarization of the NSF. We have developed the flexible NMR system based on adiabatic fast passage (AFP) and pulse NMR methods by using their complementary features. In comparing with the values of obtained by neutron transmission measurement at the beam line 10 of the J-PARC, we measured the correlations between the AFP and pulse NMR signals as changing condition of temperature, amplitude and applying period of the radio frequency field for the pulse NMR, and so on. As the results, we confirmed that our system would function enough as the monitor.