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高速中性子飛行時間分析装置

中性子を飛行させて、飛行時間からエネルギーを測定する装置です。1億電子ボルトでは光速の4割もの速さになるので、エネルギーを正確に求めるために、40メートル以上の距離の飛行時間を100億分の1秒の精度で計測します。

中性子は、陽子と共に原子核を構成する基本粒子です。核反応を起こした時に出てくる中性子を調べると、原子核の性質や反応の機構を知るのに非常に役立ちます。しかし中性子は電荷を持たないので、磁場で曲げたり、検出器から出る信号の大きさでエネルギーを決める事ができません。代わりに、反応が起きてから検出器に到達するまでの飛行時間を測り、速度からエネルギーを求めます。

また核反応の研究では、通常、色々な角度に放出される粒子を検出器の設定角度を変えて測定します。ところが、このような飛行時間測定装置の設定角度を変更するには広い敷地が必要になってしまうので、発想を逆転し、スウィンガーと呼ばれる10トン近い重さの電磁石を回転させ、サイクロトロンから輸送されてくるビームの入射角度を変えています。

中性子飛行時間分析器の概略