中性子応用光学研究分野    研究室のサイト

教授 川端 祐司 kawabata*
准教授 日野 正裕 hino*
助教 中村 秀仁 hidehito*
助教 小田 達郎(兼) t_oda*

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中性子利用は様々な利点があるが、電気的に中性な特長のため中性子ビームを制御(曲げる)ことは大変難しい。そこで中性子が低速になるほど、物質「波」としての性質が顕著になることを利用して、世界最高レベルの多層膜中性子反射ミラーをはじめとする中性子光学素子を開発し、その応用研究を行っている。そして基礎物理分野から工学、農学分野等の様々な研究者と共同研究をすることで、低速中性子の今までにない発見や利用方法の実現を目指している。

中性子は軽元素や磁性体に敏感であり、物質内部のナノ構造解析に力を発揮する。また静的構造だけでなく、動的な構造の情報を直接引き出せる。

特に中性子スピンエコー法は、中性子のスピンを精密に制御することで、他の方法では見ることのできない時間・空間領域をカバーし、生体分子等のゆっくりとした動きも調べることができる。我々は中性子スピン干渉の原理と中性子スピンの精密制御技術を駆使して、世界的にユニークな中性子共鳴スピンエコー分光器(VIN ROSE)を京都大学と高エネルギー加速器研究機構の連携の下、J-PARC MLF BL06に建設し、利用研究を開始している。

また中性子は、強い透過力を持ち、かつX線ではコントラストのつきにくい物質内部の水の振る舞いや金属容器内の構造を3次元的に見ることが可能である。水の振る舞いが重要な様々な先端工業部品、コンクリート、植物内部の水分変化、考古学試料の分析等、様々な共同研究を展開している。

さらに中性子検出器開発だけでなく、紫外線や放射線によって光るプラスチックを開発し、安価で高感度の放射線検出器開発を推進する等、広く開発研究を行っている。

(VIN ROSE) 開発した発光プラスチック

図1 J-PARC MLF BL06で開発が進む中性子共鳴スピンエコー分光器群 (VIN ROSE)

図2 開発した発光プラスチック