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論文

Development of polarized Xe gas target for neutron experiment at J-PARC

酒井 健二; 奥 隆之; 篠原 武尚; 吉良 弘; 大井 元貴; 前川 藤夫; 加倉井 和久; 猪野 隆*; 有本 靖*; 清水 裕彦*; et al.

Journal of Physics; Conference Series, 340, p.012037_1 - 012037_7, 2012/02

 被引用回数:2 パーセンタイル:34.36

J-PARC物質生命科学実験施設(MLF)では、$$^{129}$$Xeの共鳴ピークを用いた中性子-原子核スピン相関項に起因する中性子偏極能力を検知する実験が計画されている。スピン交換光ポンピング(SEOP)法により低磁場,室温で高偏極可能なXeガスは、中性子光学定理(NOPT)検証に適した標的核になることが期待できる。われわれはNOPTに基づいて、実験の測定量を評価し、偏極Xeガス生成装置を開発し、装置特性のビーム試験を進めてきた。本論文は、実験の現状について報告する。

論文

Developments of in-situ SEOP polarized $$^{3}$$He neutron spin filter in Japan

吉良 弘; 坂口 佳史; 奥 隆之; 鈴木 淳市; 中村 充孝; 新井 正敏; 遠藤 康夫; Chang, L.-J.; 加倉井 和久; 有本 靖*; et al.

Journal of Physics; Conference Series, 294, p.012014_1 - 012014_5, 2011/06

 被引用回数:10 パーセンタイル:4.41

The pulsed neutron source of J-PARC has started to operate in 2008 in Japan. To study structure of magnetic material and soft matters, polarized neutron scattering techniques are very important and powerful tools. It is urgently necessary for us to develop neutron spin polarizers for pulsed neutron scattering experiments. So we began the development of the in-situ SEOP system aiming to use it as a NSF for incident beam polarization and polarization analysis. In previous test performed by Ino et al., the $$^{3}$$He polarization reached 50% and not saturated yet. After that experiment, we began improving the SEOP system by installing the high power laser diode, the prism beam splitter and optimizing the beam-transform optics. By using this improved system, we performed the polarization test at BL10 in J-PRC and achieved the $$^{3}$$He polarization of 73%. We keep improving this in-situ SEOP system aiming to use it s an incident neutron polarizer at J-PARC.

論文

Applications of $$^{3}$$He neutron spin filters on the small-angle neutron scattering spectrometer SANS-J-II

坂口 佳史; 吉良 弘; 奥 隆之; 篠原 武尚; 鈴木 淳市; 酒井 健二; 中村 充孝; 相澤 一也; 新井 正敏; 能田 洋平; et al.

Journal of Physics; Conference Series, 294(1), p.012017_1 - 012017_7, 2011/06

 被引用回数:2 パーセンタイル:30.15

A polarized $$^{3}$$He neutron spin filter has been applied to polarization analysis on the small-angle neutron scattering spectrometer SANS-J-II at JRR-3. Measurements were taken on silver behenate, which has several coherent peaks in the small-angle region with a background of spin incoherent hydrogen scattering. Here we demonstrate that the coherent and spin incoherent scattering were successfully separated by the polarization analysis using the $$^{3}$$He spin filter on the instrument.

論文

Structure of glasses for $$^{3}$$He neutron spin filter cells

坂口 佳史; 吉良 弘; 奥 隆之; 篠原 武尚; 鈴木 淳市; 酒井 健二; 中村 充孝; 鈴谷 賢太郎; 相澤 一也; 新井 正敏; et al.

Journal of Physics; Conference Series, 294(1), p.012004_1 - 012004_7, 2011/06

 被引用回数:1 パーセンタイル:47.36

In spin-exchange optical pumping, there is unknown excess relaxation, called the X-factor, that limits attainable $$^{3}$$He polarization. It is known that the X-factor depends on the glass containers. Hence, it is expected that there are cell-to-cell variations in microscopic structure among the cells and that these variations affect the attainable $$^{3}$$He polarization. However, microscopic structure of the glasses for $$^{3}$$He neutron spin filters has not been clarified yet. In this paper, we have performed precise X-ray diffraction measurements for the glasses at SPring-8 using synchrotron radiation. The structural differences are observed between several types of glasses, and also, between the GE180 glass pieces with different thermal treatment. Based on the results, the structural influence on the performance of $$^{3}$$He neutron spin filters is discussed.

論文

Development and test of SEOP neutron spin filter in Japan

吉良 弘; 坂口 佳史; 奥 隆之; 鈴木 淳市; 中村 充孝; 新井 正敏; 加倉井 和久; 遠藤 康夫; 有本 靖*; 猪野 隆*; et al.

Physica B; Condensed Matter, 406(12), p.2433 - 2435, 2011/06

 被引用回数:8 パーセンタイル:59.2(Physics, Condensed Matter)

Polarized neutron scattering techniques are very important and powerful tools to study the fundamental structures of magnetic materials and soft matters. $$^{3}$$He has a very large absorption cross section for only neutrons in opposite spin state to that of the $$^{3}$$He nucleus. The scattering cross section of $$^{3}$$He is small. These two features allow nuclear spin polarized $$^{3}$$He gas to work as a NSF. Compared with other spin filters such as Heusler alloys and magnetic supermirrors, the $$^{3}$$He gas NSF have following advantages: it can polarize various energy of neutron such as cold, thermal and hot neutrons, it can work for broadband neutrons and it can be used for wide area and large divergence neutron beams. These characteristics of polarized $$^{3}$$He are convenient in use with J-PARC as NSF. We began the development of the on beam SEOP system aiming to use it s a NSF for incident beam polarisation and polarisation analysis. In this paper, we report the current development of SEOP system in Japan.

論文

Research on glass cells for $$^{3}$$He neutron spin filters

坂口 佳史; 吉良 弘; 奥 隆之; 篠原 武尚; 鈴木 淳市; 酒井 健二; 中村 充孝; 鈴谷 賢太郎; 相澤 一也; 新井 正敏; et al.

Physica B; Condensed Matter, 406(12), p.2443 - 2447, 2011/06

Polarized $$^{3}$$He neutron spin filters have attracted much attention because of their available wide energy range for polarizing neutrons and their large solid-angle. To use $$^{3}$$He neutron spin filters for the experiments, it is necessary to produce glass cells with good quality. For this purpose, we made research on the glass cells from several aspects. Firstly, we investigated on the microscopic structure for several glasses by means of X-ray diffraction measurement and tried to find a good measure of evaluating the quality of the cells in terms of their structure. Secondly, we investigated on the glass window, which the laser beam passes through for optical pumping. Thirdly, the cells should be optimized for the polarized neutron scattering experiments and the background from the cells needs to be evaluated. The scattered intensity from the cell in small-angle neutron scattering will also be presented.

論文

Research on glass cells for $$^{3}$$He neutron spin filters

坂口 佳史; 吉良 弘; 奥 隆之; 篠原 武尚; 鈴木 淳市; 酒井 健二; 中村 充孝; 鈴谷 賢太郎; 相澤 一也; 新井 正敏; et al.

Physica B; Condensed Matter, 406(12), p.2443 - 2447, 2011/06

 被引用回数:2 パーセンタイル:87.3(Physics, Condensed Matter)

Glass cells play an important role in polarized $$^{3}$$He neutron spin filters. To evaluate the scattering and absorption contribution from glass cells during neutron scattering experiments, we measured small-angle scattering and neutron transmission in GE180 and other glasses. To pursue the possibility of being a structural influence on $$^{3}$$He spin relaxation in GE180 glass cells, we performed precise X-ray diffraction measurement using synchrotron radiation at SPring-8. From these measurements, a structural difference was observed among GE180 glasses with different thermal treatments.

論文

Characterization of glasses for $$^{3}$$He neutron spin filter cells

坂口 佳史; 吉良 弘; 奥 隆之; 篠原 武尚; 鈴木 淳市; 酒井 健二; 中村 充孝; 鈴谷 賢太郎; 新井 正敏; 武田 全康; et al.

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 634(1, Suppl.), p.S122 - S125, 2011/04

Polarized $$^{3}$$He neutron spin filters are promising neutron polarizers in polarized neutron scattering experiments at facilities with two-dimensional detectors and pulsed neutron source. Although they are now operational at several institutions, it is still desired to be developed. Among required factors for the development, the study on the glasses in the filters is one of the important issues. In this paper, we report our recent investigation on the glass cells such as X-ray diffraction measurements and the measurements of the degree of circular polarization of the transmitted laser light through the glass window in the filter.

論文

MeV- and sub-MeV-photon sources based on Compton backscattering at SPring-8 and KPSI-JAEA

川瀬 啓悟; 神門 正城; 早川 岳人; 大東 出; 近藤 修司; 本間 隆之; 亀島 敬; 小瀧 秀行; Chen, L.*; 福田 祐仁; et al.

Nuclear Physics Review, 26(Suppl.), p.94 - 99, 2009/07

SPring-8とKPSI-JAEAにおいて、それぞれMeV領域,sub-MeV領域の逆コンプトン散乱による光源を開発した。MeV光源は光励起型遠赤外レーザーと8GeV電子ビームとからなっている。sub-MeV光源はNd:YAGパルスレーザーとマイクロトロンで加速された150MeV電子ビームからなっている。どちらの光源も逆コンプトン光の発生に成功した。ここでは、これらの光源の特徴と今後の展望について発表する。

論文

MeV $$gamma$$-ray generation from backward Compton scattering at SPring-8

川瀬 啓悟; 有本 靖*; 藤原 守; 岡島 茂樹*; 小路 正純*; 鈴木 伸介*; 田村 和宏*; 依田 哲彦*; 大熊 春夫*

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 592(3), p.154 - 161, 2008/07

 被引用回数:19 パーセンタイル:19.61(Instruments & Instrumentation)

SPring-8において8GeV電子ビームと遠赤外レーザーとの正面衝突によって逆コンプトン散乱を発生させるための試験ビームラインを構築した。遠赤外レーザーとして、ここでは炭酸ガスレーザーで光励起させるメタノールレーザーを用いている。遠赤外レーザーの出力は波長118.8$$mu$$mで1.6Wを達成している。$$gamma$$線の直接測定により、発生させた$$gamma$$線強度は10$$^{3}$$photons/sであった。この値は入射したレーザー強度とレーザー輸送光学系の伝送効率とを考慮して評価した$$gamma$$線発生強度とよく一致している。

論文

Di-triton molecular structure in $$^{6}$$He

秋宗 秀俊*; 山県 民穂*; 中山 信太郎*; 有本 靖*; 藤原 守; 伏見 賢一*; 原 圭吾*; 大田 雅久*; 塩川 敦子*; 田中 正義*; et al.

Physical Review C, 67(5), p.051302_1 - 051302_4, 2003/05

 被引用回数:25 パーセンタイル:19.46(Physics, Nuclear)

t+tの分子的構造を持つ共鳴が$$^{6}$$Li($$^{7}$$Li,$$^{7}$$Be ${it t}$)$$^{3}$$H反応で発見された。励起エネルギーは18$$pm$$0.5MeVで、幅は7.7$$pm$$1.0MeVであった。崩壊分岐比としては90$$pm$$10%でほぼ100%がt+tに崩壊していることがわかった。

口頭

偏極$${}^{3}$$He中性子スピンフィルターの開発,3

坂口 佳史; 吉良 弘; 奥 隆之; 鈴木 淳市; 中村 充孝; 新井 正敏; 遠藤 康夫; 加倉井 和久; 武田 全康; 脇本 秀一; et al.

no journal, , 

偏極中性子散乱実験は物質の磁気構造を明らかにするうえで極めて有効な手段である。JRR-3においても偏極中性子散乱実験はこれまで盛んに行われてきているが、100meV以上の高エネルギーの中性子の偏極については対応しきれず、これを可能にする$$^{3}$$Heスピンフィルターの適応が待ち望まれていた。一方、強力なパルス中性子線源を有するJ-PARCでは、高エネルギー領域を含む広いエネルギー領域の中性子を一度に偏極させることが望まれる。このとき、$$^{3}$$Heスピンフィルターを用いればこれが可能となる。また、セルを大型化すれば、大きい立体角での検極が可能となるという利点がある。以上のような観点から、われわれは、開発中の$$^{3}$$Heスピンフィルター(講演番号27pYK-8, 9)を実際の偏極中性子散乱実験に適応させるテスト実験を計画中である。本講演では、その計画と準備の詳細について報告する。

口頭

$$^{3}$$Heスピンフィルター法を用いた偏極中性子散乱装置の開発

坂口 佳史; 大山 研司*; 平賀 晴弘*; 堤 健之*; 猪野 隆*; 有本 靖*; 武田 全康; 鈴木 淳市; 山田 和芳*; 加倉井 和久

no journal, , 

新しい中性子散乱施設がJ-PARCのMLFに誕生したことをうけ、J-PARCに適した偏極中性子実験手法の実用化が急務となっている。エネルギー幅の広い白色中性子を用いるMLFでは$$^{3}$$Heスピンフィルター法を用いるのが最も現実的であるが、日本の技術水準は大きく出遅れている。MLFでの偏極実験の実現をめざすにあたっては、まず、原子炉中性子施設での$$^{3}$$Heスピンフィルター法を用いた物性測定法を確立させる必要がある。そこでわれわれは、原研三号炉の金研中性子散乱装置HERMESにおいて$$^{3}$$Heスピンフィルターを用いた偏極実験を行ったので、その結果を報告する。今回、われわれは、1.82${AA}$の単色中性子を用いて、Cu$$_{2}$$MnAl単結晶(111)反射でのflipping ratio測定に成功した。講演では、実験装置,結果の詳細を述べる。

口頭

偏極$$^{3}$$He中性子スピンフィルターの開発,2

吉良 弘; 坂口 佳史; 奥 隆之; 鈴木 淳市; 中村 充孝; 新井 正敏; 遠藤 康夫; 加倉井 和久; 有本 靖*; 猪野 隆*; et al.

no journal, , 

原子核スピンが偏極した$$^{3}$$Heは、原子核スピンと反対向きのスピンを持つ中性子に対して非常に大きい吸収断面積を持つこと、散乱断面積が非常に小さいことから、中性子ビームの効果的かつクリーンな偏極手段として利用可能である。偏極$$^{3}$$Heを用いた中性子スピンフィルターには磁気スーパーミラーやホイスラー結晶といったこれまでに使われてきた中性子ビーム偏極手法に比べ、広い波長帯域の中性子に使用可能,高いエネルギーの中性子に対応可能,大立体角をカバーするフィルターを実現可能,余計な散乱を出さない、といった特徴がある。これまで原子力機構では、高エネ機構で製作した太鼓型$$^{3}$$HeセルのSEOP方式での偏極実験を行ってきた。その結果、高い$$^{3}$$Heガス偏極度を実現するうえでの課題が明らかとなり、現在改善に取り組んでいる。当日は、国内の実験装置において必要とされる偏極$$^{3}$$He中性子スピンフィルターのデザイン,性能を紹介するとともに、実現に向けた取り組みと現行システムの改良点を紹介する予定である。

口頭

偏極$$^{3}$$Heスピンフィルターの開発とその現状,2

吉良 弘; 坂口 佳史; 奥 隆之; 鈴木 淳市; 中村 充孝; 新井 正敏; 遠藤 康夫; 加倉井 和久; 有本 靖*; 猪野 隆*; et al.

no journal, , 

原子核スピンが偏極した$$^{3}$$Heは、原子核スピンと反対向きのスピンを持つ中性子に対して非常に大きい吸収断面積を持つこと,散乱断面積が非常に小さいことから、中性子ビームの効果的かつクリーンな偏極手段として利用可能である。偏極$$^{3}$$Heを用いた中性子スピンフィルターには磁気スーパーミラーやホイスラー結晶といったこれまでに使われてきた中性子ビーム偏極手法に比べ、広い波長帯域の中性子に使用可能,高いエネルギーの中性子に対応可能,大立体角をカバーするフィルターを実現可能,余計な散乱を出さない、といった特徴があり、偏極中性子実験の高度化の観点から早急な実用化が望まれている。われわれはこれまで、SEOP(Spin Exchange Optical Pumping)方式による太鼓型$$^{3}$$Heセルの偏極実験を行ってきた。その結果、実験で必要とされる高い$$^{3}$$Heガス偏極度を実現するうえでの課題が明らかとなり、現在改善に取り組んでいる。当日は、国内の実験装置において必要とされる偏極$$^{3}$$He中性子スピンフィルターのデザイン,性能を紹介するとともに、実現に向けた取り組みと現行システムの改良点を紹介する予定である。

口頭

偏極$$^{3}$$He中性子スピンフィルターのガラスセルの開発

坂口 佳史; 吉良 弘; 奥 隆之; 鈴木 淳市; 中村 充孝; 新井 正敏; 遠藤 康夫; 加倉井 和久; 武田 全康; 脇本 秀一; et al.

no journal, , 

偏極$$^{3}$$He中性子スピンフィルターは、100meV以上の高エネルギーにまで渡る白色中性子を偏極させることができること,大立体角をカバーできることから、偏極素子として偏極中性子散乱実験で用いられることが期待されている。ILLやNIST等では既に実用化されている段階にあるが、より高い$$^{3}$$He偏極率とより長い緩和時間を得、散乱実験の現場での要求に答えるためには、未だ多くの開発的要素を抱えている。ガラスセルの開発もその一つである。本講演では、(1)セルの大型化,(2)レーザー光の効率的なセル内への導入,(3)フィルターの性能とガラス物性の関係、といった観点からガラスセル開発について最近われわれが行ってきた取り組みを詳しく報告する。

口頭

$$^{3}$$He Filter法による偏極中性子の物性研究への応用; スピンコントロールデバイスの開発

堤 健之*; 大山 研司*; 平賀 晴弘*; 山口 泰男*; 猪野 隆*; 奥 隆之; 坂口 佳史; 吉良 弘; 有本 靖*; 武田 全康; et al.

no journal, , 

J-PARCのようなパルス中性子での偏極中性子実験には白色中性子に対応した$$^{3}$$Heスピンフィルター法の実用化が必要であるが、さらに偏極させたビームのスピン制御デバイスも白色対応する必要がある。われわれは、偏極中性子での物性実験のために、J-PARCを見据え、白色対応スピンフリッパーの開発を進めている。ドラブキン型スピンフリッパーは逆向き電流を流した2つのコイルにより中心位置で零磁場領域を発生し、量子化軸を反転させることでスピンを制御する装置で、白色中性子に対応が可能である。しかし、問題点として、コイルの中心軸以外では動径方向の横磁場が必ず発生しており、これが偏極を乱す大きな要因となる。したがって、ビーム通過領域での横磁場をいかに抑えるかが実用上重要となる。そこでわれわれは、横磁場の影響を最小にするドラブキン型スピンフリッパーを開発する目的で、磁場分布のシミュレーションと実測を行った。発表ではそれらの結果をもとに、理想的なデバイスのパラメータについての考察、及び開発の進捗状況を述べる。

口頭

偏極$$^{3}$$He中性子スピンフィルターの$$^{3}$$Heガス偏極度の評価手段の開発

吉良 弘; 坂口 佳史; 奥 隆之; 鈴木 淳市; 中村 充孝; 新井 正敏; 遠藤 康夫; 有本 靖*; 猪野 隆*; 清水 裕彦*; et al.

no journal, , 

原子核スピンが偏極した$$^{3}$$Heは、原子核スピンと反対向きのスピンを持つ中性子に対して非常に大きい吸収断面積を持つこと,散乱断面積が非常に小さいことから、中性子ビームの効果的かつクリーンな偏極手段として利用可能である。偏極$$^{3}$$Heを用いた中性子スピンフィルターには磁気スーパーミラーやホイスラー結晶といったこれまでに使われてきた中性子ビーム偏極手法に比べ、広い波長帯域の中性子に使用可能,高いエネルギーの中性子に対応可能,大立体角をカバーするフィルターを実現可能,余計な散乱を出さない、といった特徴がある。時間とともに減極する$$^{3}$$He原子核スピン偏極度を決定する必要があり、ビームラインでも使用可能な、小型NMR装置の開発を高エネルギー加速器研究機構と協力して進めている。また、今後の開発ではセルの大型化(Si単結晶の窓を持つ太鼓型セル等)、及び扇型セルのように形状の複雑化が予想され、従来のNMR装置では偏極度測定が困難になると考えられることから、EPR測定による$$^{3}$$Heガス核スピン偏極度測定装置の検討も行っている。発表では、これらの$$^{3}$$Heガス核スピン偏極度測定手段の開発の状況,実験結果等について報告する。

口頭

Japan-Taiwan joint development project for polarized $$^{3}$$He

Chang, L.-J.; 奥 隆之; 吉良 弘; 坂口 佳史; 酒井 健二; 篠原 武尚; 鈴木 淳市; 中村 充孝; 新井 正敏; 武田 全康; et al.

no journal, , 

The joint development project for polarized $$^{3}$$He between JAEA, KEK, Tohoku University, Japan and NTHU, Taiwan has been processing since 2009. The applications of polarized $$^{3}$$He in Japan focus on the studies of various neutron spin filters for both neutron facilities, the reactor neutron source JRR-3 and spallation neutron source J-PARC. The overviews and perspectives of the project will be presented in the workshop.

口頭

Current status and perspective of neutron polarizing device development and application in neutron scattering experiments in Japan

奥 隆之; 吉良 弘; 坂口 佳史; 酒井 健二; 鈴木 淳市; 中村 充孝; 篠原 武尚; 小泉 智; 高田 慎一; 相澤 一也; et al.

no journal, , 

J-PARCの物質・生命科学実験施設は、2008年12月に一般ユーザーに向けて中性子ビーム利用実験をスタートさせた。パルス中性子源の線源出力は徐々に上昇し、現在120kWに達しており、また、線源出力の上昇とともに、ユーザーの課題数も増加している。この状況下、2008年度より5か年計画で中性子ビーム利用高度化技術開発プロジェクトがスタートした。本プロジェクトには、国内の6研究機関が参画し、中性子偏極,集光,イメージング技術の開発を行う。会議では、国内における中性子ビーム利用高度化技術開発の現状と今後の展望について紹介する。

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