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BL01 四季 4次元空間中性子探査装置

概要

スピン系および格子系の動的性質を運動量・エネルギーの4次元空間にわたって高い効率で幅広く観測

研究対象高温超伝導体をはじめとする強相関電子系の磁気励起、格子振動の測定
特徴高効率ビーム輸送系、大面積検出器、さらにフェルミチョッパーとしては世界初の複数エネルギー同時測定手法を採用し、これまで捉えきれなかった原子・スピンの微小な動きを効率よく捉えます。

四季(正式名・4次元空間中性子探査装置)はチョッパー型の非弾性中性子散乱装置です。MLFに設置されている同種の装置の中でも四季は特に熱中性子領域(数10meV~数100meV)において高い強度と測定効率を実現することで、高温超伝導体、磁性体、誘電体、非晶質等における新奇なスピン・格子ダイナミクスによる微弱なシグナルを観測することを目指して設計されています。そのため、高臨界角(m=3–4)の中性子スーパーミラーを楕円形状に配置した収束型中性子導管、長尺3He一次元位置敏感検出器(長さ2.5m)を大型真空槽内に円筒状に配置した大面積検出器、複数同時エネルギー測定が可能なフェルミチョッパー等の先進的な機器を備えています。

四季の建設は科学研究費補助金特別推進研究「4次元空間中性子探査装置の開発と酸化物高温超伝導機構の解明」(2005~2009年、研究代表者・新井正敏、課題番号17001001)の一環として、日本原子力研究開発機構、高エネルギー加速器研究機構、東北大学の協力のもと建設されました。2008年度から運用を開始し、2011年度からは共用ビームラインのひとつとしてユーザー利用が行われています。

仕様

情報更新:2017-11-27

装置名称4次元空間中性子探査装置 (4SEASONS・四季)
装置の目的・概要スピン系および格子系の動的性質を運動量-エネルギーの4次元空間にわたって高効率で観測することにより高温超伝導物質およびその関連物質などで見られる新奇な現象の解明を目指す装置
ビームライン番号BL01
モデレータ種類結合型モデレータ
入射エネルギー範囲5 < Ei < 300 meV
検出器角度範囲水平: -35° 〜 91°
垂直: -25° 〜 27°
エネルギー分解能
(ΔE⁄Ei)
>5 % (@ E = 0 meV)
中性子強度
(試料位置での中性子束@1MW)
1×105 n⁄s⁄cm2 (@Ei = 50 meV, ΔE⁄Ei = 5 %)(計算値)
ビームサイズ最大サイズ 45 mm × 45 mm、最適サイズ 20mm × 20 mm
スリットにより可変
試料環境機器ヘリウム循環型冷凍機 (5-300K)。
高温オプションにより600Kまで可能。
ラジアルコリメータ (使用条件はお問い合わせ下さい)
その他共通試料環境機器 (利用可能な機器についてはお問い合わせ下さい)

利用可能なソフトウェア

» 計算環境ポータル

ビームラインチーム

装置責任者梶本 亮一(JAEA, J-PARCセンター)
副装置責任者中村 充孝(JAEA, J-PARCセンター)
稲村 泰弘(JAEA, J-PARCセンター)
蒲沢 和也(CROSS, 中性子科学センター)
池内 和彦(CROSS, 中性子科学センター)
飯田 一樹(CROSS, 中性子科学センター)
石角 元志(CROSS, 中性子科学センター)
村井 直樹(JAEA, J-PARCセンター)

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