J-PARC MLFにおけるパルス強磁場システムの開発

Development of pulse magnet system in J-PARC MLF

渡辺 真朗  ; 野尻 浩之*

Watanabe, Masao; Nojiri, Hiroyuki*

近年、中性子や放射光をプローブとした数10T以上の強磁場下で行う実験・研究への要望が増えてきている。強磁場装置を用いた中性子散乱実験は、例えば、磁場誘起超伝導体などにおける強磁場中磁気相関の研究やマルチフェロイック物質などの新しい凝縮系の研究などが挙げられる。J-PARC MLFでは、強磁場パルスマグネットシステムの開発をおこなっている。一般的に数10テスラ以上の強磁場装置は大規模になるが、開発する装置はMLFの既存のビームラインに対して設置可能な小型な装置でなければならない。そこで数ミリ秒程度磁場を発生させるパルスマグネットシステムを開発することとした。パルス磁場にすることで、強磁場を達成しつつエネルギー・パワーを抑えることで装置の小型化が可能である。30テスラを発生可能なパルスマグネットシステムを実現するためには、高電圧・大電流パルス電源および、強磁場に耐えられるコイルと試料スティックが必要である。本発表では、開発したコイルおよび小型・可搬型電源(2kV、8kA、パルス幅数ミリ秒)の通電試験結果と試料スティックの製作等について報告する。

Recently, neutron scattering experiments have been rapidly progressed under high magnetic field. In the J-PARC, proto-type compact pulse magnet system with the power supply, the coil and the sample stick has been developed. Basic specifications of the power supply are as follows; maximum charged voltage with capacitor is 2 kV, maximum current is 8 kA, repetition rate is a pulse per several minutes and pulse duration is several msec. Maximum magnetic field in the coil is more than 30 Tesla. The sample stick is designed for Orange-Cryostat. In this presentation, the details of the power supply system, test results of the coil and assembly of the sample stick are shown.