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Current status and perspectives in the development of an in-situ spin-exchange optical pumping $$^3$$He neutron spin filter at J-PARC

J-PARCにおけるオンビームSEOP型$$^3$$He中性子スピンフィルターの開発状況と展望

奥 隆之; 吉良 弘*; 林田 洋寿*; 酒井 健二 ; 廣井 孝介; 篠原 武尚; 坂口 佳史*; 猪野 隆*; 大山 研司*; 中村 充孝; 鈴木 淳市*; 相澤 一也; 新井 正敏; 遠藤 康夫; 加倉井 和久

Oku, Takayuki; Kira, Hiroshi*; Hayashida, Hirotoshi*; Sakai, Kenji; Hiroi, Kosuke; Shinohara, Takenao; Sakaguchi, Yoshifumi*; Ino, Takashi*; Oyama, Kenji*; Nakamura, Mitsutaka; Suzuki, Junichi*; Aizawa, Kazuya; Arai, Masatoshi; Endo, Yasuo; Kakurai, Kazuhisa

$$^{3}$$He中性子スピンフィルター($$^{3}$$He-NSF)を用いることにより、広いエネルギー範囲の中性子を偏極することができる。J-PARCのようなパルス中性子実験施設において、$$^{3}$$He-NSFを実用化するためには、装置を放射線の遮蔽体内に設置する必要があるため、装置をコンパクトでかつ安定なものにする必要がある。そこで、我々は体積型ホログラフィック回折格子を用いて、スピン交換型光ポンピング(SEOP)用の小型レーザー光学系を開発し、それを用いてオンビームSEOP型$$^{3}$$He-NSFシステムを開発した。会議では、開発した装置の性能および今後の実用化研究の展望について発表する。

We have been developing a $$^{3}$$He neutron spin filter (NSF) for the efficient utilization of pulsed neutrons, since it can polarize neutrons effectively in a wide energy range. The $$^{3}$$He NSF is effective even for neutrons with energy higher than several-tens-meV, so that it will be useful for the study of high-energy magnetic excitation. Since the $$^{3}$$He NSF can also cover a large solid angle and polarize neutrons without deflecting them from their original course, it is suitable for the analyzer for SANS instruments and reflectometers. In addition, the $$^{3}$$He NSF will be a key device in the application of recently developed magnetic field imaging technique by using polarized pulsed neutrons. In order to apply the $$^{3}$$He NSF to such experiments at a pulsed neutron experimental facility such as the J-PARC, we have developed compact laser optics with a volume holographic grating (VHG) element for a spin-exchange optical pumping (SEOP) system, and composed an in-situ SEOP $$^{3}$$He NSF. Current status in the development and application of the in-situ SEOP $$^{3}$$He NSF at J-PARC will be presented, and perspectives will be discussed.

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