CN101379567A - 中子极化装置 - Google Patents

Abstract

提供一种在此前没有的极其高的极化度中使中子极化的中子极化装置，是使中子束入射通过中子的自旋和磁场的相互作用得到经过极化的中子束的装置，其特征在于具备：配置在中子束的通路的周围的四极磁铁(2)；在四极磁铁(2)的内部沿着中子的轴方向设置的筒形的中子吸收部件(3)；配置在四极磁铁(2)的出口上，从四极磁铁(2)产生的四极磁场隔热地连接磁场，并且施加二极磁场的螺线管线圈(4)。

Description

中子极化装置

技术领域

本申请发明涉及能够在极其高的极化度中进行中子极化的中子极化装置。

背景技术

极化中子在中子散射研究中是非常有用的探测手段，在磁构造的阐明、采用中子自旋回声法的缓和现象等的动力学的研究、非干涉性散射的除去中是不可缺少的。此外，极化中子即使在使用了中子的基础物理的研究中也承担着非常重要的作用。虽然以往以来作为用于得到极化中子的方法有使用磁体结晶和磁多层膜的方法，而且在最近，有使用经过极化的³He气体等的方法，但具有新的特征和优异的性能的中子极化装置的开发在中子散射研究技术的发展中具有非常重要的意义。

利用中子的自旋和磁场的相互作用得到极化中子的概念对于中子散射研究者来说是比较容易想象的，但在实际中认为，因为中子的自旋和磁场的相互作用能量非常小，所以使用现实的磁铁制造具有实用的性能的中子极化装置困难。此外，即使要制造这种中子极化装置，装置的尺寸也是非常大的，认为是不实用的。

由于以上那样的原因，此前，实际情况是没有进行利用中子的自旋和磁场的相互作用得到极化中子的装置的开发的工作。

另一方面，本申请的发明人进行使用六极磁铁的会聚型小角散射装置(F-SANS)的开发研究，将该研究的结果在日本特开平10-247599号公报中报告。在该公报中记载的六极磁铁对于中子具有作为理想的透镜的功能。当中子是正极性的情况下，六级磁铁作为会聚透镜(以下，将在中子束的会聚中使用的六极磁铁都称为中子磁透镜)，在是负极性的情况下具有作为发散透镜的功能。当使用中子磁透镜进行中子会聚的情况下，因为没有完全接收由物质产生的中子的吸收和散射，所以能够得到非常高精度会聚的中子束。因而，认为中子磁透镜作为在会聚型小角散射装置中使用的中子会聚元件非常适合。但是，如果在入射中子中包含负极性成分，则该成分被六极磁铁发散并在检测面上展开，提高背景噪声水平。因而，当作为会聚型小角散射装置的中子会聚元件使用六极磁铁的情况下，入射中子需要以非常高的极化度(极化度P大于等于0.99)进行极化。

通过对冷中子使用磁反射镜型极化元件，有能够得到大致0.99左右的极化度P的情况，但得到大于等于它的高的极化度是困难的。

发明内容

本申请的发明就是鉴于这种以往技术的情况而提出的，其课题在于提供一种能够将中子极化为此前没有的极其高的极化度的中子极化装置。

如果采用本申请的发明，则为了解决上述课题，1)提供一种中子极化装置，用于使中子束入射，通过中子的自旋和磁场的相互作用而得到极化的中子束，其特征在于具备:配置在中子束的通路的周围的四极磁铁；在四极磁铁的内部沿着中子的轴方向设置的筒形的中子吸收材料；配置在四极磁铁的出口，从由四极磁铁产生的四极磁场隔热地连接磁场，并且施加二极磁场的螺线管线圈。

2)提供一种中子极化装置，其特征在于:在上述第1发明中的四极磁铁是4部分型磁铁。

3)提供一种中子极化装置，其特征在于:在上述第1发明中的四极磁铁是哈尔巴赫(Halbach)型磁铁。

4)提供一种中子极化装置，其特征在于:在上述第1发明中的四极磁铁是发展型哈尔巴赫型磁铁。

5)提供一种中子极化装置，其特征在于:在上述第1至第4之一的发明中中子吸收材料由C组成。

如果采用本申请的发明，则通过采用上述构成，可以提供能够将中子极化为此前没有的极其高的极化度的优异的中子极化装置。

此外，如果采用本申请的发明，则除了上述的优异的效果外，能够实现高透过率(是极其高的透过率，没有吸收、散射的、极其高的效率)、可以线性安装(也可以进行光束轴的控制)、免维护、高稳定性，而且紧凑(作为使用了磁场的极化元件是指紧凑的意思，作为设计认为是最佳的)的中子极化装置。

附图说明

图1表示采用本申请的发明的使用了四极磁铁的中子极化装置的构造的示意图。

图2表示在采用本申请的发明的中子极化装置中使用的四极磁铁的构造的横剖面示意图。

图3是表示中子入射到六级磁场时的情况的图。

图4是表示入射到四极磁场中和六极磁场中的中子束的强度分布的时间变化的图。

图5表示使用了采用本申请的发明的实施例的中子极化装置的实验装置的构成的剖面示意图。

图6是表示使用图5的实验装置，根据各条件得到的中子二维强度分布的图。

图7是表示除去插入到四极磁铁内部的Cd筒进行实验的结果的图。

图8是表示交替重复进行短时间的极化度测定和背景噪声测定，反映了考虑到系统的错误的实验的中子强度分布数据的图。

图9表示将哈尔巴赫型四极磁铁作为中子极化元件使用的会聚型小角散射实验的实验装置的构成的示意图。

图10是表示用图9的装置得到的中子强度的二维分布的图。

图11是表示中子强度的矢径平均值的图。

图12是表示使用图9的实验装置进行了SiO₂粒子的小角度散射测定的结果的图。

具体实施方式

本申请的发明具有上述的特征的发明，以下说明其实施方式。

首先，如果着眼于中子的性质，则中子是和质子一同构成原子核的粒子，是电中性的，但具有磁力矩，能够称为微小的磁铁。此外，中子是电中性的，虽然有磁力矩但因为非常小(电子的约1/1000)，所以使用磁场控制中子线并不容易。另外，中子具有自旋1/2的角动量，该磁力矩相对于磁场矢量能够取平行以及反平行的2个方向。

本申请的发明人着眼于中子的上述性质，对于通过利用中子的磁力矩和磁场的相互作用，得到高的极化度的中子的可能性重复了锐意研究。如果中子入射到在磁场强度中产生梯度的空间内，则由于其极性的作用，分别在中子中产生相反的力。因而，利用该现象，如果在空间上完全分离中子的二个极性分量而取出其一个分量，则在原理上能够得到极化度P＝1的中子。为了实现该方法，需要如何在宽的空间上能够形成强的磁场。因而，为了在宽的空间上发生强的磁场强度梯度，研究了四极磁铁的使用。其结果，如果使用四极磁铁，则能够在宽的空间上高效率地产生大的磁场强度梯度，确认能够让中子在非常高的极化度下自旋极化，以致完成本申请的发明。

如上所述，本申请的发明的中子极化装置是使中子束入射，靠中子的自旋和磁场的相互作用得到极化的中子束的装置，使用了四极磁铁。此外，在四极磁铁的内侧上设置筒形的中子吸收材料。进一步在四极磁铁的出口上配置从四极磁铁产生的四极磁场中隔热地连接磁场，并且施加二极磁场的螺线管线圈。即，在四极磁铁内，磁场矢量相对于中子束轴在垂直的平面内并且在各个方向上分布。因为中子相对于局部位置的磁场极化，所以中子的自旋也分布在各个方向上。因而，为了让分布在各个方向上中子的自旋的方向在空间上一致地作为极化中子束取出，在四极磁铁出口上设置螺线管线圈，施加和中子束轴平行的二极磁场。

作为四极磁铁，能够使用一般的4部分型四极磁铁，但如果使用哈尔巴赫型四极磁铁或发展型哈尔巴赫型四极磁铁，因为发生磁场强度和一般的4部分型四极磁铁相比增强了数倍，所以在比较紧凑的体积下为了得到高的极化度P的极化中子是非常有效的。

图1示意地用纵剖面图表示使用了本申请发明的四极磁铁的中子极化装置的构造。图中1是中子极化装置，在四极磁铁2内部配置由中子吸收材料组成的筒形体3，在四极磁铁2的出口上配置螺线管线圈4。5是中子的通路。

此外，图2示意地用横剖面图表示在本申请的发明的中子极化装置中使用的四极磁铁的构造。

在此，说明作为本申请的发明的基本的原理。

磁场中的中子的运动用以下的2式记述。

[式1]

$\frac{d^{2}r}{{\mathrm{dt}}^2}=-\mathrm{\α}\▿(\mathrm{\σ}\·B)---\left(1\right)$

[式2]

$\frac{\mathrm{d\σ}}{\mathrm{dt}}={\mathrm{\γ}}_n\mathrm{\σ}\×B---\left(2\right)$

在此，r是中子的坐标矢量，σ是和中子自旋平行的单位矢量，α＝|μ_n/m_n|＝5.77m²s^-2T^-1，γ_n(＝2μ_n/h＝-1.83×10⁶s^-1T^-1；h是狄拉克h)是磁旋转比。根据式(1)、(2)知道，中子在磁场中沿着其自旋和磁场向量的内积的梯度加速，此外，中子的自旋用拉莫尔频率ω_L＝-γ_n|B|(B是磁场矢量)进行旋进。当中子在不均匀磁场中飞行时，在中子位置上的磁场矢量变化。将该磁场矢量的旋转角频率定义 ${\mathrm{\ω}}_B=|\∂\underset{\‾}{B}/\∂s|\mathrm{ds}/\mathrm{dt}$ 。在此s是沿着中子的轨道采用的坐标向量，B是磁场的单位向量。在磁场的强度充分强，ω_L/ω_B>>1的关系成立时，大致保持中子的自旋状态，中子被隔热地输送。这种情况下，在磁场中的中子的运动方程式能够如下式那样简单地记述。

[式3]

在此，负号“-”与中子自旋是正极性(中子自旋和磁场矢量平行)的状态对应，正号“+”与负极性(中子自旋和磁场矢量反平行)的状态对应。四极磁场向量B_q用下式表述。

[式4]

$B_q=-2G_q\left(\begin{array}{c}x\\ -y\\ 0\end{array}\right)---\left(4\right)$

在此，G_q是磁场强度梯度常数。四极磁场强度的分布用式(5)表示。

[式5]

$\left|B_q\right|=2G_q\sqrt{x^2+y^2}---\left(5\right)$

如果将式(5)代入式(3)，则得到在四极磁场中的中子的运动方程式。

[式6]

式(6)不能进行解析求解。在此，为了简单，如果将中子的轨道限制在y＝0，则变成，

[式7]

可知不依赖于中子的位置地受到固定大小的力。力的方向在中子的自旋是正极性时在磁铁的中心轴方向上受力，在负极性时在和磁铁的中心轴相反方向上受力。

在此，为了参考，对六极磁场的情况说明。

六极磁场向量B_S用下式表示。

[式8]

$B_S=\frac{G_S}{2}\left(\begin{array}{c}{y}^2-x^2\\ 2\mathrm{xy}\\ 0\end{array}\right)---\left(8\right)$

在此，G_S是表示磁场强度梯度的大小的磁场强度梯度常数，根据式(8)，六极磁场强度的分布用式(9)表示。

[式9]

$\left|B_s\right|=\frac{G_S}{2}(x^2+y^2)---\left(9\right)$

如果将式(9)代入式(3)，则得到在六极磁场中的中子的运动方程式:

[式10]

在此，ω²＝G_Sα。式(10)能够解析求解，该解如以下那样给出。

(i)正极性的情况

[式11]

$x\left(t\right)=x\left(0\right)\cos \left(\frac{{\mathrm{\ωm}}_n\mathrm{\λ}}{h}z\left(t\right)\right)+\frac{v_x\left(0\right)}{\mathrm{\ω}}\sin \left(\frac{{\mathrm{\ωm}}_n\mathrm{\λ}}{h}z\left(t\right)\right)---\left(11\right)$

[式12]

$y\left(t\right)=y\left(0\right)\cos \left(\frac{{\mathrm{\ωm}}_n\mathrm{\λ}}{h}z\left(t\right)\right)+\frac{v_y\left(0\right)}{\mathrm{\ω}}\sin \left(\frac{{\mathrm{\ωm}}_n\mathrm{\λ}}{h}z\left(t\right)\right)---\left(12\right)$

[式13]

$z\left(t\right)=v_z\left(0\right)t=\frac{h}{m_n\mathrm{\λ}}t---\left(13\right)$

在此，λ是沿着z轴的中子的波长，v₁(0)是在时刻t＝0中的中子的速度的i(＝x，y，z)方向成分。在中子与z轴平行地入射到六极磁场中的情况下，中子在z＝πh/(2ωm_nλ)处聚焦(图3(a))。

(ii)负极性的情况

[式14]

$x\left(t\right)=x\left(0\right)\cosh \left(\frac{{\mathrm{\ωm}}_n\mathrm{\λ}}{h}z\left(t\right)\right)+\frac{v_x\left(0\right)}{\mathrm{\ω}}\sinh \left(\frac{{\mathrm{\ωm}}_n\mathrm{\λ}}{h}z\left(t\right)\right)---\left(14\right)$

[式15]

$y\left(t\right)=y\left(0\right)\cosh \left(\frac{{\mathrm{\ωm}}_n\mathrm{\λ}}{h}z\left(t\right)\right)+\frac{v_y\left(0\right)}{\mathrm{\ω}}\sinh \left(\frac{{\mathrm{\ωm}}_n\mathrm{\λ}}{h}z\left(t\right)\right)---\left(15\right)$

[式16]

$z\left(t\right)=v_z\left(0\right)t=\frac{h}{m_n\mathrm{\λ}}t---\left(16\right)$

入射到六极磁场内的中子束在从磁场的中心轴向远离的方向加速并发散(图3(b))。

在此，为了理解入射到四极磁场中的中子束的强度分布怎样变化，图4(a)表示用式(6)计算的中子束的强度分布的时间变化。此外，为了比较，对六极磁场的情况在图4(b)中表示同样的关系。在此，入射束的尺寸是2mm×2mm，相对束轴垂直的方向的最大速度分量是0.8m/s，入射于磁场的中心轴。此外，四极磁场以及六极磁场的磁场强度梯度常数在磁铁的内径

都是5mm的情况下，确定为最大磁场强度变成2T。对于四极磁场，G_q＝400T/m；对于六极磁场，G_s＝640000T²/m。从图4可知，在四极磁场的情况下，在经过了t＝1msec的时刻，正和负的极性分量在空间上完全分离。另一方面，在是六极磁场的情况下，负极性成分随时间一同扩展，但正、负的两极性分量并未完全分离。因而，和六极磁场比较，能够理解在磁铁内部发生一样的磁场强度梯度的四极磁场适合于作为自旋极化元件利用。

以下，用实施例进一步详细说明本申请的发明。当然，本申请的发明并不限于上述的实施方式以及以下的例子，不用说细部可以是各种各样的。

实施例

图5是示意地用剖面图表示使用本申请发明的实施例的中子极化装置的实验装置的构成。

在图5中，11是中子极化装置，具备哈尔巴赫型四极磁铁12(以下还简称为四极磁铁12)。哈尔巴赫型四极磁铁12在轴方向的长度约是600mm，在其内部配置由Cd组成的筒形的中子吸收材料(以下，还称为Cd筒)13，成为中子的通路的中空部分以直径

变成5mm的方式在轴方向上延伸。中子吸收材料13是用于防止在四极磁铁12内表面上的中子的反射的材料，是将厚度0.5mm的Cd板卷绕成螺旋形形成的。在四极磁铁12的下游一侧端部上配置磁场连接用螺线管线圈(Sc0)14，能够施加两极磁场。在四极磁铁12的上游一侧上配置

狭缝15和狭缝16。

在螺线管线圈(Sc0)14的下游一侧上配置用于施加引导磁场的引导磁场线圈17，在其出口上配置自旋反转器18，进而在其下游一侧上配置

2狭缝19、超导六极磁铁(SSM)20。该超导六极磁铁(SSM)20是用于评价用中子极化装置11极化的中子束的极化度P的磁铁，具备磁场连接用螺线管线圈21-1、21-2和中央螺线管线圈21-3。而在超导六极磁铁(SSM)20的下游一侧上配置位置检测型光电倍增管(PSPMT)22。

所使用的单色中子的波长是

将用狭缝15、狭缝16聚焦的中子束入射到中子极化装置11的四极磁铁12的中心轴上。此外，在中子通过四极磁铁(12)来到外部的部分中，为了从四极磁场向二级磁场隔热地连接磁场，用螺线管线圈(ScO)14施加二极磁场。通过了中子极化装置11的中子通过引导磁场线圈17内，并进一步通过自旋反转器18后，经由

狭缝19入射到超导六极磁铁(SSM)。而后，利用超导六极磁铁(SSM)20评价通过中子极化装置11出来的中子束的极化度P。

如果中子入射到超导六极磁铁(SSM)20的六极磁场中，则正极性的自旋分量向着六极磁场的中心轴加速，负极分量在从中心轴远离的方向上加速。由此，如果被准直了的中子束以Off-Axis入射到六极磁场中，则中子束在空间上分离为2束。根据该分离的中子的比例能够求出该中子束的极化度P。因而，在超导六极磁铁(SSM)20的正上游上将

狭缝19从超导六极磁铁(SSM)20的中心轴在x方向上偏移-5mm，在y轴方向上偏移-3mm地配置。由此，被准直了的中子束可以以Off-Axis入射到六极磁场(SSM)20中。通过了超导六极磁铁(SSM)20的中子束由在受光面上粘贴了中子闪烁器ZnS的位置检测型光电倍增管(PSPMT)(22)测定了其强度的空间分布。

另外，设施加在超导六极磁铁(SSM)20的中央螺线管线圈21-3上的电流是I_SSM＝240A，设施加在磁场连接用螺线管线圈21-1、21-2上的电流是I_SOL0＝80A。

使用图5的构成的实施装置，在以下的条件下测定了超导六极磁铁(SSM)20下游的中子强度分布。

条件1:施加在磁场连接用螺线管线圈(ScO)14的电流I_Sc0＝0A，自旋反转器18关断

条件2:I_Sc0＝40A，自旋反转器18关断

条件3:I_Sc0＝40A，自旋反转器18开启

图6表示对各条件得到的中子二维强度分布。为了容易看图，对各条件，用线性(Linear)和对数(Log)双方的比例描画颜色标尺(Color scale)。

关于条件1的结果，在区域A(Region-A)和区域B(Region-B)的区域上分别观察中子强度的点。认为在区域A中的点是来自由超导六极磁铁(SSM)20会聚的中子的正极性分量，处于区域B的点是来自由超导六极磁铁(SSM)20发散的中子的负极性分量。在对数标尺的图中，虽然看到在处于区域A上的小的点的位置上交叉的条纹，但它是由检测器22的信号处理电路的缺陷引起的，因而不是真的信号。

以下，对于条件2的结果，只要看中子强度的两维强度分布就能在区域A上观察到点，但在区域B上不能看到像点那样的图案。此外，对于条件3的结果，和条件2的结果相反，虽然在区域B上观看到点，但在区域A上不能看到像点那样的图案。以上的实验结果能够解释如下。

1)在条件2以及条件3下，在通过了中子极化装置11的四极磁铁12后，入射于超导六极磁铁(SSM)20的中子大致100％极化。此外，设置在超导六极磁铁(SSM)20的正上游的自旋反转器18的自旋反转效率也大致是100％，通过自旋反转器18的开关，点出现的区域在区域A和区域B上交替。

2)在条件1下，因为对磁场连接用螺线管线圈(Sc0)14施加的电流是I_Sc0＝0A，所以在四极磁铁出口附近上，中子自旋去极化(Depolarization)。

以下，除去为了防止在四极磁铁内表面上的中子的反射而在四极磁铁内部插入的Cd筒，进行和条件2以及3相同条件的实验。其结果表示在图7中。

如果看图7则知道，在图6中未看到的另一方的区域的点出现。这认为是当没有Cd筒形体13的情况下，由四极磁铁12发散的负极性自旋分量在四极磁铁12内在表面上反射，能够混入到和正极性分量一样的光束通路(如果将四极磁铁12的内表面假定为理想的圆筒面，假定打在内表面上的中子100％反射地进行模拟，则能够得到在和正极性分量同样的光束通路上混入负极性分量这种结果)。

以下，对于各条件，定量地评价了中子束的极化度P。将从区域A以及区域B的中子强度的积分值中减去背景噪声的中子强度分别假设为I₊以及I_-。在此，背景噪声的值根据在光束快门关闭的状态下测定的数据求得。以下使用下式评价了极化度P。

[式17]

$P=\frac{I_{+}-I_{-}}{I_{+}+I_{-}}---\left(17\right)$

表1表示对各条件得到的极化度。

[表1]

 

条件	极化度P
		条件1(有Cd筒)	0.4563±0.0045
条件2(有Cd筒)	1.0149±0.0042
		条件3(有Cd筒)	-0.9976±0.0045
条件2(无Cd筒)	0.8877±0.0058
		条件3(无Cd筒)	-0.8858±0.0116

根据表1知道，在有Cd筒的条件2以及条件3时，能够得到非常高的自旋极化度P。此外，在有Cd筒的条件2时，即使考虑统计错误也能够得到极化度P超过1的值。这是认为在测定了背景噪声数据时和测定了极化度数据时，因为背景噪声水平不同引起。在此次实验中，因为光束的极化度P非常高，所以认为一般不在意的微小的背景噪声水平的波动在起作用。

因而，以下交替重复进行短时间的极化度测定和背景噪声测定，进行考虑了系统的错误的实验。实验装置虽然和图5所示的相同，但通过该实验，使用修复了在图6中看到的成为条纹的原因的检测器信号处理电路的缺陷的装置。1次测定的测定时间为600sec，将以下的

条件1:自旋反转器18关闭

条件2:自旋反转器18开启

条件3:BG(光束快门关闭)

这3个条件的测定作为1组，将其重复43组进行了测定。图8表示加上了在相同条件下测定的中子强度分布数据的图。在此，和前面同样使用式(1)，评价中子束的极化度P。表2表示得到的极化度。此次极化度不会变得比1大，得到了合理的值。

[表2]

 

条件	极化度P
		自旋反转器(18)关闭	0.9993±0.0059
自旋反转器(18)开启	-0.9987±0.0059

以下，将哈尔巴赫型四极磁铁作为中子极化元件使用，用会聚型小角散射实验的实验装置评价超导六极磁铁的中子会聚特性。图9示意地表示实验装置的构成。在图9中，在和图5相同的要素上附加同样的符号。图9中，23是真空室，24是Si窗口，25是Al窗口。

在自旋反转器18的开启以及关断的条件下，使用位置检测型光电倍增管(PSPMT)22进行了测定。测定时间一共4800sec。图10表示得到的中子强度的二维强度分布。此外，图11表示各条件的矢径平均值。从图10以及图11可知，该实验的中子束的极化度P能够得到此前没有的、非常高的值。此外，从图11中可知，在自旋反转器18关闭时，因为良好地抑制了负极性分量的混入，所以中子强度分布的峰值和背景噪声水平的强度比达10⁶左右。此外，在自旋反转器18关闭时，从图10(b)以及图11可知，仅仅中子集中到中心。这认为因为中子束的极化度P不完全是1，所以少量包含的反极性的中子由超导六极磁铁(SSM)20会聚。如果根据该峰值(图11的A)估算反极性分量的量则是全中子的约0.26％。如何使用该值估算中子束的极化度，则P＝0.995。

以下，使用该实验装置试验地进行了单分散性良好的平均粒径500nm的SiO₂粒子的小角散射测定。图12表示测定结果。明显看到了反映粒子形状的振动图案。因而，使用以下的式子拟合来自粒子的散射强度。

[式18]

I(q)∝∫exp[-(q-q′)²/(2Δq²)]×S(q′)∫exp[-(R-R_mean)²/(2σ_R ²)]F(q′)²dRdq′   (18)

[式19]

S(q)＝1/[1+24ηG(R_HSq)/(R_HSq)]   (19)

[式20]

G(x)＝α(sinx-xcosx)/x²+β[2xsinx+(2-x²)cosx-2]/x³

      +γ{-x⁴cosx+4[(3x²-6)cosx+(x³-6x)sinx+6]}/x⁵  (20)

[式21]

α＝(1+2η)²/(1-η)⁴      (21)

[式22]

β＝-6η(1+η/2)²/(1-η)⁴  (22)

[式23]

γ＝ηα/2  (23)

表3表示拟合的结果的参数。此外，在图12(b)中用实线表示拟合结果。能够用拟合函数非常好地表现实验结果。

[表3]

 

参数	拟合结果
		Rmean	240.91±2.17nm
σR	12.422±2.14nm
		RHS	392.02±8.14nm
η	0.41148±0.0115

如上所述，如果采用本申请的发明的实施例，则能够得到极化度P>0.99的非常高的值。这种高极化度使用磁反射镜实现是困难的。另外，当使用四极磁铁的情况下，中子完全不吸收而是透过率100％，这也是应该特别指出的。认为具有高极化性能和高透过性能的四极磁铁作为特别是使用了磁透镜的会聚型小角散射装置的极化元件是最佳的元件。

Claims (5)

1.一种中子极化装置，是用于通过使中子入射，利用中子的自旋和磁场的相互作用得到极化了的中子束的中子极化装置，其特征在于具备:

配置在中子束的通路的周围的四极磁铁；

在四极磁铁的内部沿着中子的轴方向设置的筒形的中子吸收部件；

配置在四极磁铁的出口，从四极磁铁产生的四极磁场隔热地连接磁场，并且施加二极磁场的螺线管线圈。

2.根据权利要求1所述的中子极化装置，其特征在于:四极磁铁是4部分型磁铁。

3.根据权利要求1所述的中子极化装置，其特征在于:四极磁铁是Halbach型磁铁。

4.根据权利要求1所述的中子极化装置，其特征在于:四极磁铁是发展型Halbach型磁铁。

5.根据权利要求1至4的任意一项所述的中子极化装置，其特征在于:中子吸收部件由Cd组成。

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