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Current status and grade-up plan of DNA backscattering neutron spectrometer at MLF, J-PARC

J-PARCのMLFに設置された後方散乱中性子分光器DNAの現状とグレードアップ計画

川北 至信  ; 松浦 直人*; 富永 大輝*; 山田 武*; 小林 誠*; 中川 洋   

Kawakita, Yukinobu; Matsuura, Masato*; Tominaga, Taiki*; Yamada, Takeshi*; Kobayashi, Makoto*; Nakagawa, Hiroshi

J-PARC物質・生命科学実験施設のBL02に設置された飛行時間分析型中性子分光器DNAは、中性子準弾性散乱・非弾性散乱のための中性子実験装置である。DNAは最大300Hzで回転するパルス整形チョッパーを備えたユニークな後方散乱分光器である。測定試料で散乱された中性子はSi111アナライザーミラーで選別される。ミラーの裏面にガドリニウムの中性子吸収剤をコートすることにより高い効率と高い信号雑音比を達成しており、非弾性散乱の強度の弱いシグナルでも観測可能である。DNAを用いた研究は、ピコ秒からナノ秒にわたる原子やスピンのダイナミクスで、生体物質, ソフトマターから、バッテリーに利用されるイオン伝導体や強相関電子系などの固体物質まで対象は及ぶ。この発表では、DNA分光器の性能に加えて、Si311面を用いた新たなアナライザーミラーのコミッショニングなどグレードアップ計画も紹介する。

The ToF back scattering spectrometer, DNA, installed at the BL02 of MLF in J-PARC, is a tool for quasi-elastic and inelastic neutron scattering. DNA is a unique back-scattering spectrometer with a pulse shaping chopper with maximum rotation speed of 300 Hz. After scattered by the measuring sample, neutrons only with 2.08 meV are selected by Si111 analyzer mirrors. High efficiency and high signal-to-noise ratio are achieved to detect weak signals in inelastic energy region by analyzer mirrors coated with a Gd neutron absorber on the rear of a Si wafer. The subjects of DNA are atomic and spin dynamics ranged from pico to nano second order in bio-molecules, softmatters, and solid state materials such as ionic conductors including batteries and strongly-correlated electron system. In this presentation, in addition of specification of DNA spectrometer, grade-up activities including commissioning work of new analyzer mirrors Si311 and so on will be introduced.

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