A Neutron depolarization measurement of single crystal Fe by using a He neutron spin filter and magnetic super-mirrors

He中性子スピンフィルターを用いた単結晶鉄試料の中性子偏極度解析実験

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

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

He中性子スピンフィルター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。よって、我々は、J-PARC MLFにおけるパルス中性子ビームの有効利用を目的として、He中性子スピンフィルターの高度化研究を推進している。我々は、これまでにJ-PARC MLFの小角散乱装置(大観BL15)、反射率計(写楽BL17)、パルス中性子イメージング装置(螺鈿BL22)において、He中性子スピンフィルターを用いた偏極中性子の発生実験を行い、計画通りの偏極中性子が発生できることを実証した。その後、単結晶回折装置(千手BL18)で単結晶鉄試料の偏極中性子回折実験を行った。その結果、期待された試料からの回折ピークの中性子偏極度依存性は観られなかった。この原因として、単結晶鉄試料内のおける偏極中性子の減偏極の発生が疑われた。そこで、中性子源特性試験装置(NOBORU BL10)を用いて、単結晶鉄試料の中性子偏極度解析実験を実施した。その結果、単結晶鉄試料内において、偏極中性子の強烈な減偏極が発生していることが明らかになった。発表では、単結晶鉄試料内における中性子の減偏極の原因について考察結果を報告する予定である。

We have been developing a He neutron spin filter (NSF) for efficient utilization of pulsed neutrons at J-PARC MLF, since it can polarize neutrons effectively in a wide energy range. We performed demonstrative experiments using the He-NSF at small-angle scattering (BL15 TAIKAN), reflection (BL17 SHARAKU) and imaging instrument (BL22 RADEN) of J-PARC MLF, and got reasonable results. Then, we have performed a demonstrative study of polarized-neutron single-crystal diffraction measurement at BL18 (SENJU). The sample was a single crystal Fe. As the result, expected flipping ratios of Bragg beaks were not observed. Therefore, we have performed a depolarization experiment of neutrons transmitted through the sample, and found out neutron severe depolarization occurred in the sample which was almost magnetically saturated under an applied magnetic field of 4.2 k Gauss. In this paper, we will show the experimental results of the depolarization experiment of neutrons transmitted through the single crystal Fe and discuss them.