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KEK

中性子実験装置

BL05:中性子光学基礎物理実験装置 NOP

○ 概要

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先進中性子光学を駆使して、わずかに現れる高エネルギー現象の足跡を捉える。

研究対象:中性子崩壊、散乱、干渉、回折の精密測定による
素粒子標準理論(小林-益川理論)を超える新たな素粒子現象の探索、中性子光学の基礎研究及び応用研究。

○ 仕様

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中性子の運動及びスピンの精密制御による高中性子輝度、低バックグラウンド環境下での超精密測定

入射エネルギー:Ei<20meV

高偏極ブランチの中性子偏極度:P>99.5%

特徴:ビームの多分岐により、高偏極、大強度、低発散のブランチを実現

BL08:超高分解能粉末中性子回折装置 SuperHRPD

○ 概要

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わずかな構造歪みを精度良く捉え、新しい構造物性を開拓

研究対象:最新材料開発技術により生み出される複雑な構造、複合材料、階層構造の高精度解析

特徴:X線では困難な水素原子位置の決定が可能です。また、強度、分解能の点でX線との相補性を実現させ、新しい構造解析法を開拓します。

○ 仕様

「わずかな変化も見逃さない」世界最高性能の中性子回折装置
秘密は中性子の100m走

減速材:非結合型ポイゾンド水素モデレータ

飛行距離:L1=94.2m, L2=2.0~2.3m (高角バンク), 2.0~4.5m (中低角バンク)

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格子長:d=0.5~60A

d分解能:Δd/d=0.03% (高角バンク)

散乱角:2θ=150~175°(高角バンク), 10~120°(中低角バンク)

BL12:高分解能チョッパー分光器 HRC

○ 概要

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高分解能で広くエネルギー・運動量空間を探査し、物質のダイナミクスを観測

研究対象:固体中のスピン・原子・分子の運動

特徴:高速回転フェルミチョッパーにより、世界最高分解能を実現し、高エネルギー中性子と小角散乱検出器の利用により、これまで到達不可能だったエネルギー-運動量空間へアクセスすることを目指します。

○ 仕様

eV領域の高エネルギー中性子までを利用する高分解能フェルミチョッパー型分光器

飛行距離:L1=15m, L2=4m

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入射エネルギー:Ei=1meV~2eV

エネルギー分解能:ΔE/Ei~1% @ E=0meV

q分解能:Δq/ki~0.5%

検出器バンク:-30~130° (水平), -22~30° (鉛直)

BL16:ソフト界面解析装置 SOFIA

○ 概要

物と物との境界である「界面」で起こる未知の現象を、中性子の「反射」で解明する

equ_BL16_2.jpg研究対象:ソフトマター界面,電気化学界面

研究対象: 固体/固体や固体/液体、気体/液体など様々な界面

特徴: 中性子の高い透過性や同位体を区別できる性質を利用して、通常の方法では観察できない界面のナノ構造を調べることができます。また、ビームを下に向けることで、液体表面からの反射も観察できます。

○ 仕様

広い波長の中性子を用いた測定モードや二次元検出器による多次元構造解析

入射波長: 0.2nm~0.88nm (大強度モード), 2nm~1.76nm (広帯域モード)

検出器: 二次元シンチレーション検出器(分解能 1mm, 有感領域 100mmφ)

ビーム取り出し角度: 水平に対して2.2度, 5.7度

測定Q領域: 0.05nm-1 < Q < 6nm-1 (1nm~120nmに対応)

ただし、到達可能な反射率は約0.00001%equ_BL16_1.jpg

試料サイズ: 10mm×10mm~50mm×100mm程度

特殊試料環境: 高温実験(最大200℃), 溶媒との接触実験

測定時間: 数分~5,6時間(測定領域と試料サイズに依存)

数十秒~数分刻みでの時間変化も測定可能

備考: JST/ERATO高原ソフト界面プロジェクトとの共同研究

BL21:高強度全散乱装置 NOVA

○ 概要

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材料中の原子位置の解析、水素-水素相関の導出、貯蔵サイト・死蔵サイトの特定等による水素貯蔵メカニズムの解明

研究対象:水素貯蔵・放出過程における物質の構造変化の観測、特に水素位置の精密観測

特徴:最隣接原子間距離からナノメートル程度の構造変化の観測が可能です。

中性子全散乱装置としての測定効率は、世界最高レベルです。

○ 仕様

短時間で、4桁にわたる運動量空間を観測し、結晶、ガラス、液体の構造を解析

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飛行距離:L1=15m, L2=1.2~4m

検出器:3He位置敏感型検出器 (1/2inch径, 800mm長, 20atm)

検出器設置面積:最大14m2

q領域:q=0.01~100A-1 (同時に観測可能)

q分解能:約0.3% (最大)

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