JAEAにおけるHe中性子スピンフィルターの開発

Development of the He neutron spin filter at JAEA

奥平 琢也; 奥 隆之   ; 酒井 健二 ; 猪野 隆*; 林田 洋寿*; 廣井 孝介  ; 篠原 武尚   ; 加倉井 和久*; 相澤 一也  

Okudaira, Takuya; Oku, Takayuki; Sakai, Kenji; Ino, Takashi*; Hayashida, Hirotoshi*; Hiroi, Kosuke; Shinohara, Takenao; Kakurai, Kazuhisa*; Aizawa, Kazuya

共通技術開発セクションでは、J-PARC物質・生命科学実験施設の大強度中性子ビームを最大限活用するために、Heスピンフィルターの開発を行なっている。Heスピンフィルターは特殊なガラスセルにHeガスとアルカリ元素を封入した中性子偏極デバイスである。He原子核の中性子吸収断面積は大きなスピン依存性を持つため、偏極したHeガスに中性子を透過させることにより、広いエネルギー範囲で偏極中性子ビームを得ることが可能である。Heスピンフィルターに大強度円偏光レーザーを照射し、スピン交換法(Spin Exchange Optical Pumping : SEOP)を用いてHe原子核を偏極させる。現在原子力機構では電子スピン共鳴法(EPR)を用いたHe偏極率の評価システムを開発し、中性子ビームを使わずともHeスピンフィルターの性能を正確に評価できるようになった。また、Heスピンフィルターを製作するためのガス封入システムの開発も行い、RbとKをガラスセルに封入するHybrid SEOP法を使用した高性能なHeスピンフィルターの開発に取り組んでいる。本発表では原子力機構における開発の現状について報告する。

The technology development section carries out the development of the neutron polarization device: He Spin Filter. He spin filter is a neutron polarization device composed of polarized He gas and alkali metal encapsulated into a special glass cell. Since a neutron absorption cross section of He has very large spin dependence, a polarized neutron beam can be obtained passing through the polarized He gas. He nuclei are polarized irradiating a circularly polarized laser (Spin Exchange Optical Pumping method). The development of the He spin filter is ongoing in JAEA. A system for the electron paramagnetic resonance, which can measure the He polarization without the neutron beam, was developed. Additionally, a vacuum system to make He spin filter was constructed and the development of high quality He spin filter using Rb and K (Hybrid SEOP) is also ongoing. The current status of the development at JAEA will be presented.