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論文

Development status of the NMR system for the polarized $$^{3}$$He Neutron Spin Filter (NSF) in the MLF at J-PARC

酒井 健二; 奥 隆之; 林田 洋寿*; 吉良 弘*; 廣井 孝介; 猪野 隆*; 大山 研二*; 大河原 学*; 加倉井 和久; 篠原 武尚; et al.

JPS Conference Proceedings (Internet), 8, p.036015_1 - 036015_6, 2015/09

$$^{3}$$Heの中性子吸収断面積が強いスピン選択性を有することを利用した偏極$$^{3}$$Heフィルターは、ビーム調整が不要なため、ビームラインに設置すれば直ぐに使える簡便な中性子スピンフィルター(NSF)として利用できる。そのようなNSF実現のためには、NSFの$$^{3}$$He偏極度${it P}$を定常的にモニタするための核磁気共鳴(NMR)システムの開発が不可欠である。我々は断熱高速通過型(AFP)とパルス型NMRの特徴が相補的であることに着目して2つのシステムを併用した汎用性の高いNMRシステムを開発した。更に、J-PARCの中性子実験装置(BL10)での中性子透過率測定から得られた${it P}$で校正しながら、温度、パルスNMRの振動磁場の大きさや印可時間などの測定条件を変えて、AFPとパルスNMRの信号間の相関を測定した。例えば、パルスNMR測定に起因する減偏極率を0.1%以下になるまでパルスNMRの検出感度を小さくしても、2つのNMR信号間の線形性は確認できた。これらの結果から、我々は開発したNMRシステムが$$^{3}$$He偏極度モニタとして十分機能することを確認した。

口頭

オンビームSEOP型$$^{3}$$He中性子偏極フィルターの開発と応用

奥 隆之; 林田 洋寿; 酒井 健二; 篠原 武尚; 中村 充孝; 相澤 一也; 新井 正敏; 遠藤 康夫; 加倉井 和久; 吉良 弘*; et al.

no journal, , 

パルス中性子散乱実験への応用を目的として、オンビームSEOP型$$^{3}$$He中性子偏極フィルターの開発を行っている。$$^{3}$$He中性子偏極フィルターは、広いエネルギー範囲の中性子に有効である他、発散度の大きなビームの偏極も可能であるなど優れた特徴を持つ。このオンビームSEOP型$$^{3}$$He中性子偏極フィルターをJ-PARC等の大強度パルス中性子散乱施設の中性子分光器に導入するためには、装置を分厚い放射線シールドの中に設置する必要があるため、放射線遮へいの観点からも装置のサイズをコンパクトにすることが重要である。そこで、我々はVolume Holographic Grating(VHG)素子を用いて、SEOP用の小型レーザー光学系を開発した。この小型レーザーを用いてオンビームSEOP型$$^{3}$$He中性子偏極フィルターを組み上げて、現在、偏極パルス中性子を用いた小角散乱実験や反射率実験などへの応用研究を進めている。発表では、我々の$$^{3}$$He中性子偏極フィルターの開発状況や今後の開発計画について紹介する。

口頭

J-PARC/MLFでの偏極$$^{3}$$Heスピンフィルター用NMRモニタの開発状況

酒井 健二; 奥 隆之; 林田 洋寿; 吉良 弘*; 大河原 学*; 篠原 武尚; 及川 健一; 原田 正英; 加倉井 和久; 相澤 一也; et al.

no journal, , 

中性子吸収断面積の強いスピン選択性を利用するHe-3($$^{3}$$He)偏極フィルターは、ビームによる調整が不要なため、簡便な透過型中性子偏極フィルターとして利用できるが、そのためには$$^{3}$$He偏極度を定常的にモニタする装置が不可欠となる。J-PARC/物質・生命科学実験施設(MLF)において、我々は、断熱高速通過核磁気共鳴法(AFP-NMR)に基づくHe-3偏極度モニタを開発してきた。高偏極を維持したまま$$^{3}$$He偏極を反転できるAFP-NMR型モニタは、中性子偏極スピンフリッパーとして優れた機能を有する。しかしAFP-NMR型モニタは、$$^{3}$$Heセルの寸法や形状がRFコイルの寸法で制限される、NMR装置構成が複雑になるなどの問題点も有する。そこで我々は、ピックアップコイルのみで動作可能で、NMR装置構成も簡便になるパルスNMR型モニタを開発し、既存のAFP-NMR型モニタと併用することで、汎用性を高めた偏極モニタシステムを構築した。

口頭

Current status of extreme environment single crystal neutron diffractometer SENJU, and latest news from JRR-3

金子 耕士; 大原 高志; 鬼柳 亮嗣; 川崎 卓郎; 及川 健一; 田村 格良; 山内 康弘; 花島 隆泰*; 茂吉 武人*; 中尾 朗子*; et al.

no journal, , 

The TOF-Laue single crystal neutron diffractometer, SENJU installed at BL18 in MLF, J-PARC aims at structural studies in extreme sample environments. The instrument is equipped with 36 two-dimensional scintillation detectors arranged cylindrically around the demountable sample chamber, and one additional detector beneath the sample. The standard sample environment in SENJU is standard 4 K CCR, in which the fixed-$${chi}$$ two-axes goniometers driven by piezo-based motors are attached to the cold finger. This enables us to rotate a sample without moving the cryostat, which helps to reduce background. Since the first beam in 2012, several improvements were achieved, and the system can be steadily used in user programs. In addition to the 4 K CCR, other apparatuses including superconducting magnet were tested and used in the experiment. I will present representative data taken on SENJU, and latest news from the research reactor JRR-3.

口頭

Magnetic shield design of in-situ SEOP polarized $$^{3}$$He neutron spin filter for high magnetic field sample environment accessories at J-PARC

吉良 弘*; 林田 洋寿*; 奥 隆之; 酒井 健二; 廣井 孝介; 猪野 隆*; 大山 研司*; 大河原 学*; 加倉井 和久; 鈴木 淳市*; et al.

no journal, , 

The magnetic shield design study for the in-situ SEOP polarized $$^{3}$$He neutron spin filter system for high magnetic field sample environment has been performed by means of finite element calculation. The study showed that the design of magnetic shield can be optimized to accommodate the in-situ SEOP filter system located 1 meter from the sample position achieving depolarization time greater than 100 hours with an applied magnetic field of 7 Tesla of a cryomagnet at the sample position.

口頭

in-situ SEOP型$$^{3}$$Heフィルターの$$^{3}$$He核スピンフリップシステムの開発と応用

林田 洋寿*; 吉良 弘*; 鈴木 淳市*; 奥 隆之; 酒井 健二; 廣井 孝介; 篠原 武尚; 加倉井 和久; 相澤 一也; 新井 正敏; et al.

no journal, , 

$$^{3}$$He中性子スピンフィルターは、大立体角に対応でき、高エネルギー(数eV以下)中性子の偏極/検極を可能にする中性子偏極/検極デバイスである。この発表では$$^{3}$$He核スピン偏極率を一定に保つことができ、安定した偏極中性子実験を可能とするSpin Exchange Optical Pumping (SEOP)方式の$$^{3}$$He中性子スピンフィルター開発及びBL17写楽での偏極反射率測定およびBL10 NOBORUでの偏極イメージング実験について報告する。

口頭

$$^3$$He中性子偏極フィルターの開発状況と今後の計画

奥 隆之; 酒井 健二; 廣井 孝介; 篠原 武尚; 相澤 一也; 新井 正敏; 加倉井 和久; 林田 洋寿*; 吉良 弘*; 鈴木 淳市*; et al.

no journal, , 

パルス中性子散乱実験への応用を目的として、$$^3$$He中性子偏極フィルターの実用化研究を行っている。$$^3$$He中性子偏極フィルターは、広いエネルギー範囲の中性子に有効である他、発散度の大きな中性子ビームの偏極も可能であるなど、優れた特徴を兼ね備えている。これまでに我々は、Volume Holographic Grating(VHG)素子を用いて、スピン交換光ポンピング(SEOP)用の小型レーザー光学系を開発し、シンプルで使いやすいオンビームSEOP型$$^3$$He偏極フィルターシステムを構築した。そして、そのシステムを用いて、J-PARCのパルス中性子ビームを用いて、小角散乱装置や反射率計における偏極度解析実験、偏極中性子イメージング試験などを行ってきた。今後、このシステムの適用範囲を拡張するため、$$^3$$Heフィルターセルの大型化や多様化、レーザー光学系他周辺技術の改良、施設整備などを実施していく。学会では、開発の現状と今後の開発・整備計画について発表する予定である。

口頭

$$^{3}$$He中性子偏極フィルターの開発状況と今後の計画

奥 隆之; 酒井 健二; 廣井 孝介; 篠原 武尚; 相澤 一也; 加倉井 和久; 吉良 弘*; 林田 洋寿*; 桐山 幸治*; 鈴木 淳市*; et al.

no journal, , 

パルス中性子散乱実験への応用を目的として、$$^{3}$$He中性子偏極フィルターの実用化研究を行っている。$$^{3}$$He中性子偏極フィルターは、広いエネルギー範囲の中性子に有効である他、発散度の大きな中性子ビームの偏極も可能であるなど、優れた特徴を兼ね備えている。これまでに我々は、Volume Holographic Grating(VHG)素子を用いて、スピン交換光ポンピング(SEOP)用の小型レーザー光学系を開発し、シンプルで使いやすいオンビームSEOP型$$^{3}$$He偏極フィルターシステムを構築した。そして、そのシステムを用いて、J-PARCのパルス中性子ビームを用いて、小角散乱装置や反射率計における偏極度解析実験、偏極中性子イメージング試験などを行ってきた。今後、このシステムの適用範囲を拡張するため、$$^{3}$$Heフィルターセルの大型化や多様化、レーザー光学系他周辺技術の改良、施設整備などを実施していく。学会では、開発の現状と今後の開発・整備計画について発表する予定である。

口頭

$$^{3}$$He中性子スピンフィルター開発の現状と今後の計画

奥 隆之; 酒井 健二; 廣井 孝介; 渡辺 真朗; 篠原 武尚; 相澤 一也; 加倉井 和久; 吉良 弘*; 林田 洋寿*; 桐山 幸治*; et al.

no journal, , 

パルス中性子散乱実験への応用を目的として、$$^{3}$$He中性子偏極フィルターの実用化研究を行っている。$$^{3}$$He中性子偏極フィルターは、広いエネルギー範囲の中性子に有効である他、発散度の大きな中性子ビームの偏極も可能であるなど、優れた特徴を兼ね備えている。これまでに我々は、Volume Holographic Grating(VHG)素子を用いて、スピン交換光ポンピング(SEOP)用の小型レーザー光学系を開発し、シンプルで使いやすいオンビームSEOP型$$^{3}$$He偏極フィルターシステムを構築した。そして、そのシステムを用いて、J-PARCのパルス中性子ビームを用いて、小角散乱装置や反射率計における偏極度解析実験、偏極中性子イメージング試験などを行ってきた。現在、このシステムの適用範囲を拡張するため、$$^{3}$$Heフィルターセルの短波長中性子対応やセルサイズの大型化、レーザー光学系他周辺技術の改良、施設整備などを進めている。学会では、開発の現状と今後の開発・整備計画について発表する予定である。

口頭

Recovery and progress in sample environment at JRR-3

金子 耕士; 長壁 豊隆; 下条 豊; 山内 宏樹; 盛合 敦; 浅見 俊夫*; 川名 大地*; 杉浦 良介*; 大河原 学*

no journal, , 

JRR-3 has not been in operation since the end of 2010, because of the new regulatory requirement established after the large earthquake and the concomitant accident at the Fukushima Dai-ichi Nuclear Power plant. Japan Atomic Energy Agency (JAEA) submitted an application document for the restart of JRR-3 in 2014 which is still under the review. A recent official announcement by JAEA tells an expected restart of JRR-3 in the beginning of 2018. In parallel to this reviewing process, there is ongoing joint activities between JAEA and university groups for the recovery. This includes reorganization of experimental hall which results in securement of sample environment area. We are also trying to restart sample environment equipments safely after a long sleeping. We will show our strong efforts to realize "Science with Safety" in JRR-3. In addition, developments on sample environment have been made without neutron.

口頭

JRR-3利用施設及び中性子ビーム実験装置の現状報告

下条 豊; 坂田 茉美; 林 和彦; 川名 大地*; 浅見 俊夫*; 杉浦 良介*; 大河原 学*

no journal, , 

日本原子力研究開発機構の研究用原子炉JRR-3は現在停止中で、研究炉加速器管理部をはじめ関係部署が再稼働に向け活動している。その中で利用施設及び中性子ビーム実験装置においても安全管理に関する取組みを行い、利用運転再開のために保守点検を行うとともに動作確認作業を進めた。今回は安全管理に関する取組みと中性子ビーム実験装置の現状を報告する。

口頭

$$^{3}$$He中性子スピンフィルター開発の現状

奥 隆之; 酒井 健二; 廣井 孝介; 渡辺 真朗; 篠原 武尚; 相澤 一也; 加倉井 和久*; 吉良 弘*; 林田 洋寿*; 桐山 幸治*; et al.

no journal, , 

パルス中性子散乱実験への応用を目的として、$$^{3}$$He中性子偏極フィルターの実用化研究を行っている。$$^{3}$$He中性子偏極フィルターは、広いエネルギー範囲の中性子に有効である他、発散度の大きな中性子ビームの偏極も可能であるなど、優れた特徴を兼ね備えている。これまでに我々は、Volume Holographic Grating (VHG)素子を用いて、スピン交換光ポンピング(SEOP)用の小型レーザー光学系を開発し、シンプルで使いやすいオンビームSEOP型$$^{3}$$He偏極フィルターシステムを構築した。そして、そのシステムを用いて、J-PACのパルス中性子ビームを用いて、小角散乱装置や反射率計における偏極度解析実験、偏極中性子イメージング試験などを行ってきた。現在、このシステムの適用範囲を拡張するため、$$^{3}$$Heフィルターセルの短波長中性子対応やセルサイズの大型化、レーザー光学系他周辺技術の改良、施設整備などを進めている。学会では、開発の現状と今後の開発・整備計画について発表する予定である。

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