(57)【要約】【課題】  中性子の損失を最小化しながら、偏極中性子らに分離する偏極中性子導管の提供。【解決手段】  本発明は中性子反射薄膜が被覆されたスーパーミラーからなる本体部；前記本体部の内部に第１板部によって形成された第１及び第２空間；前記第１空間の入口に配置される第２板部と、前記第２空間の入口に配置される第３板部によって形成される中性子分離空間；を含み、前記第１及び第２空間にはそれぞれスピン−アップの偏極中性子と同時にスピン−ダウンの偏極中性子が分離され移送される偏極中性子導管。【選択図】  図７
2007024853.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中性子からスピン−アップの偏極中性子又はスピン−ダウンの偏極中性子を分離することができる偏極中性子導管において、
中性子が移送される真空空間を内部に形成し、前記空間に向けた面には中性子反射薄膜が被覆されたスーパーミラーからなる本体部；
前記本体部の内部に装着され、その表面には中性子反射薄膜が被覆された第１板部によって前記真空空間が区分けされて形成された第１及び第２空間；
前記本体部の一側内面から前記第１板部の前方角側に傾いて装着されて前記第１空間の入口に配置される第２板部と、前記本体部の他側内面から前記第１板部の前方角側に傾いて装着されて前記第２空間の入口に配置される第３板部によって形成される中性子分離空間；を含んで前記第１及び第２空間にはそれぞれスピン−アップの偏極中性子と同時にスピン−ダウンの偏極中性子が分離されて移送されることを特徴する偏極中性子導管。
【請求項２】
前記第１空間又は第２空間を取り囲む本体部と第１板部にはＮｉ／Ｔｉが薄膜として被覆され、スピン−アップの偏極中性子あるいは、スピン−ダウンの偏極中性子が移送されることを特徴とする請求項１に記載の偏極中性子導管。
【請求項３】
前記第１空間を取り囲む本体部と第１板部にはＦｅＣｏ／Ｓｉ又はＮｉ／Ｔｉが薄膜として被覆されてスピン−アップの偏極中性子が移送され、前記第２空間を取り囲む本体部と第１板部にはＣｏ／Ｃｕ又はＮｉ／Ｔｉが薄膜として被覆されてスピン−ダウンの偏極中性子が移送されることを特徴とする請求項１に記載の偏極中性子導管。
【請求項４】
前記第１空間を取り囲む本体部と第１板部にはＣｏ／Ｃｕ又はＮｉ／Ｔｉが薄膜として被覆されてスピン−ダウンの偏極中性子が移送され、前記第２空間を取り囲む本体部と第１板部にはＦｅＣｏ／Ｓｉ又はＮｉ／Ｔｉが薄膜として被覆されてスピン−アップの偏極中性子が移送されることを特徴とする請求項１に記載の偏極中性子導管。
【請求項５】
前記第１空間がスピン−アップの偏極中性子を移送しようとする場合、前記第１空間の入口に装着された第２板部はスピン−アップの偏極中性子を透過させ、スピン−ダウンの偏極中性子を第２空間の第３板部に反射させる偏極中性子スーパーミラーからなり、前記第２空間がスピン−ダウンの偏極中性子を移送しようとする場合、前記第２空間の入口に装着された第３板部はスピン−ダウンの偏極中性子を透過させ、スピン−アップの偏極中性子を第１空間の第２板部に反射させる偏極中性子スーパーミラーからなることを特徴とする請求項１に記載の偏極中性子導管。
【請求項６】
前記第１空間がスピン−ダウンの偏極中性子を移送しようとする場合、前記第１空間の入口に装着された第２板部はスピン−ダウンの偏極中性子を透過させ、スピン−アップの偏極中性子を第２空間の第３板部に反射させる偏極中性子スーパーミラーからなり、前記第２空間がスピン−アップの偏極中性子を移送しようとする場合、前記第２空間の入口に装着された第３板部はスピン−アップの偏極中性子を透過させ、スピン−ダウンの偏極中性子を第１空間の第２板部に反射させる偏極中性子スーパーミラーからなることを特徴とする請求項１に記載の偏極中性子導管。
【請求項７】
中性子からスピン−アップの偏極中性子あるいは、スピン−ダウンの偏極中性子を分離することができる偏極中性子導管において、
中性子が移送される真空空間を内部に形成し、前記空間に向けた面には中性子反射薄膜が被覆されたスーパーミラーからなる本体部；
前記本体部の内部に装着されて前記真空空間を第１及び第２空間に区分けし、その表面には中性子反射薄膜が被覆された第１板部；
前記本体部の一側内面から前記第１板部の前方角側に傾いて装着されて前記第１空間の入口に配置され、その表面にはスピン−アップの偏極中性子を透過させる薄膜が被覆された第２板部；及び
前記本体部の他側内面から前記第１板部の前方角側に傾いて装着されて前記第２空間の入口に配置され、その表面にはスピン−ダウンの偏極中性子を透過させる薄膜が被覆された第３板部；を含んで前記第１及び第２空間にはそれぞれスピン−アップの偏極中性子と同時にスピン−ダウンの偏極中性子が分離されて移送されることを特徴とする偏極中性子導管。
【請求項８】
前記第１空間又は第２空間を取り囲む本体部と第１板部にはＮｉ／Ｔｉが薄膜として被覆されてスピン−アップの偏極中性子あるいは、スピン−ダウンの偏極中性子が移送されることを特徴とする請求項７に記載の偏極中性子導管。
【請求項９】
前記第１空間を取り囲む本体部と第１板部にはＦｅＣｏ／Ｓｉ又はＮｉ／Ｔｉが薄膜として被覆されてスピン−アップの偏極中性子が移送され、前記第２空間を取り囲む本体部と第１板部にはＣｏ／Ｃｕ又はＮｉ／Ｔｉ が薄膜として被覆されてスピン−ダウンの偏極中性子が移送されることを特徴とする請求項７に記載の偏極中性子導管。
【請求項１０】
前記第１空間を取り囲む本体部と第１板部にはＣｏ／Ｃｕ又はＮｉ／Ｔｉが薄膜として被覆されてスピン−ダウンの偏極中性子が移送され、前記第２空間を取り囲む本体部と第１板部にはＦｅＣｏ／Ｓｉ又はＮｉ／Ｔｉが薄膜として被覆されてスピン−アップの偏極中性子が移送されることを特徴とする請求項７に記載の偏極中性子導管。
【請求項１１】
前記第１空間がスピン−アップの偏極中性子を移送しようとする場合、前記第１空間の入口に装着された第２板部はスピン−アップ の偏極中性子を透過させ、スピン−ダウン の偏極中性子を第２空間の第３板部に反射させる偏極中性子スーパーミラーからなり、前記第２空間がスピン−ダウンの偏極中性子を移送しようとする場合、前記第２空間の入口に装着された第３板部はスピン−ダウン の偏極中性子を透過させ、スピン−アップの偏極中性子を第１空間の第２板部に反射させる偏極中性子スーパーミラーからなることを特徴とする請求項７に記載の偏極中性子導管。
【請求項１２】
前記第１空間がスピン−ダウンの偏極中性子を移送しようとする場合、前記第１空間の入口に装着された第２板部はスピン−ダウンの偏極中性子を透過させ、スピン−アップの偏極中性子を第２空間の第３板部に反射させる偏極中性子スーパーミラーからなり、前記第２空間がスピン−アップの偏極中性子を移送しようとする場合、前記第２空間の入口に装着された第３板部はスピン−アップの偏極中性子を透過させ、スピン−ダウンの偏極中性子を第１空間の第２板部に反射させる偏極中性子スーパーミラーからなることを特徴とする請求項７に記載の偏極中性子導管。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、偏極中性子導管（Ｐｏｌａｒｉｚｅｄ  Ｎｅｕｔｒｏｎ  Ｇｕｉｄｅ  Ｔｕｂｅ）に関する。より詳しくは冷中性子源(Ｃｏｌｄ  Ｎｅｕｔｒｏｎ  Ｓｏｕｒｃｅ)から発生した中性子の損失を最小化しながら、偏極中性子らに分離し、このように分離された偏極中性子らを遠く離れた装置へと分離、移送させ、それぞれ使えるようにした偏極中性子導管に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、中性子導管（Ｎｅｕｔｒｏｎ  Ｇｕｉｄｅｓ）は冷中性子源から発生された冷中性子(Ｃｏｌｄ  Ｎｅｕｔｒｏｎ)(以下, 中性子という)を真空状態で一定距離離れた装置へ損失なく導くためのスーパーミラー(Ｓｕｐｅｒ  Ｍｉｒｒｏｒｓ) らからなる案内管である。このような中性子導管（２００）は図１に示したように、多数個の導管ユニット(２１０)らを直列に連結して所望の長さを形成する。
【０００３】
このような中性子導管（２００）を構成する導管ユニット(２１０)は図２に示したように、それぞれほぼ１ｍの長さを有する反射率が非常に優れたスーパーミラー(２１２) らが四角断面の長いボックス形状で多数個が組み立てされて内部通路を形成する。
【０００４】
このようなスーパーミラー(２１２)はそれぞれ基板(２１２ａ)上に、前記導管ユニット(２１０)の内部通路に向ける表面に中性子の全反射を行うことができる磁性体のＦｅＣｏ、Ｃｏあるいは非磁性体のＳｉ、Ｔｉ、Ｃｕ等が選択的に蒸着されて反射面である薄膜(２１２ｂ)を形成している。
【０００５】
従って、これらの導管ユニット(２１０)らはそれぞれ薄膜蒸着されたスーパーミラー(２１２)らにより、その内側において中性子が臨界角度内で全反射する。
【０００６】
中性子は一部物質、例えば, Ｇｄ、Ｍｎを除いた大部分の元素らが陽(＋)の散乱長密度を有する。これは可視光線領域の電磁波とは違って、中性子らの入射方向と媒質表面の間の入射角が媒質中における屈折角より大きいことを意味する。中性子とＸ−線のこのような特殊な性質は理想的な物質（媒質）表面にこれらが臨界角以内に入射する際、その媒質から全反射できることを表す。
【０００７】
従って、中性子のこのような全反射性質を利用して中性子を移動、すなわち輸送させ得る５８Ｎｉ中性子導管の基本的概念が従来に提案されており、その後でこのような天然ニッケル(５８Ｎｉ：６８％)を用いた中性子導管として、スーパーミラー導管が使われている。
【０００８】
前記中性子を移送させるためのスーパーミラー導管(２００)は周期的な結晶面らの繰り返し構造を持つが、これは中性子、電子、X−線などを回折させるためのもので、人為的に二つの互いに異なった物質を周期的に繰り返させた薄膜構造においてもこの回折現象が見られる。
【０００９】
このように繰り返される多層薄膜らの厚み変化により回折された線の幅を臨界角まで広げることが可能であるという理論が紹介されており、このような理論を適用してニッケルの全反射角を２倍以上広げることができる媒質がスーパーミラー(２１２)であり、これが中性子導管（２００）に使われる。
【００１０】
前記のように、冷中性子源(３００)から発生した中性子を遠距離に位置した使用装置(３１０)まで損失なく導くためには、真空状態の中性子導管（２００）を利用する。このような従来の中性子導管（２００）は前記に説明したように中性子らが物質(媒質)の入射面に臨界角内で入射する際、全反射される性質を利用する。
【００１１】
一方、このように中性子導管（２００）によって移送される中性子は、このような中性子が使われる装置によって、偏極中性子であるスピン−アップ(ｓｐｉｎ−ｕｐ)の偏極中性子とスピン−ダウン(ｓｐｉｎ−ｄｏｗｎ)の偏極中性子に分かれるようになり、その中のいずれかの一つのみ必要な場合がある。このような場合には該使用装置(３１０)に必要なスピン-アップの偏極中性子あるいは、スピン−ダウンの偏極中性子を供給し、残りは分離させ除去しなければならない。
【００１２】
前記のように中性子を偏極させ供給するためには、偏極中性子導管が必要であり、これは強磁性物質らの合金を用いて薄膜を形成したスーパーミラーを利用する場合に製作可能である。中性子はそれ自身の磁気モーメントのため、磁場下ではスピン方向(ｓｐｉｎ  Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ)が磁場の方向に平行なスピン-アップ 方向あるいは非平行であるスピン−ダウン 方向の２種類方向で整列される。この中性子の二つのスピン方向は磁気化された物質にそれぞれ異なる散乱能力を持つようになるが、この性質を利用して中性子らの偏極化を行うことが可能になる。
【００１３】
もし前記のように、中性子を移送させる中性子導管(２００)のスーパーミラー(２１２)において、図３に示したように、薄膜(４００) 蒸着層を構成する二つの物質中の一つは磁性物質（４１０）で構成し、もう一つは非磁性物質(４１２)で構成して薄膜(４００) 層を形成した後、中性子(４２２)の入射角を選択すれば、散乱長密度が異なる中性子（４２２）らは磁性物質(４１０)と非磁性物質(４１２)における反射と透過により、スピン-アップの偏極中性子（４２２ａ）とスピン−ダウンの偏極中性子(４２２ｂ)の２種類の偏極化が可能である。
【００１４】
このような偏極中性子導管には残留磁気偏極導管があり、これは磁場の下で磁気化された導管の薄膜(４００)が、以後磁場が存在しなくても磁気性質を失われないように作ったもので、これはまるで録音テープと同じ原理で製作される。
【００１５】
このような残留磁気偏極導管は磁気化をし易くするために、異物質をＦｅＣｏ合金に加え、ＦｅＣｏＶ／ＴｉＺｒの薄膜を形成する。又は、Ｓｉの代わりにＧｅを用いてＦｅＣｏ／Ｇｅの薄膜を形成することも可能である。
【００１６】
このように中性子導管（２００）によって移送される中性子(４２２)らをスピン-アップの偏極中性子(４２２ａ) またはスピン−ダウンの偏極中性子(４２２ｂ)に分離し、これを選択して供給するための従来の偏極中性子導管(５００)が図４に図示したように提示されている。
【００１７】
このような従来の偏極中性子生成のための偏極中性子導管(５００)はその前方側に中性子導管（２００）と連結されて中性子(４２２)を受け取り、これをスピン-アップの偏極中性子(４２２ａ) またはスピン−ダウンの偏極中性子(４２２ｂ)に分離する。しかし、このような過程で、従来の偏極中性子導管(５００)は選択された偏極中性子、たとえば、中性子(４２２)の５０％であるスピン-アップの偏極中性子(４２２ａ)を収去し、選択されてない５０％のスピン−ダウンの偏極中性子(４２２ｂ)の損失を甘受する短所がある。
【００１８】
前記のように中性子を偏極させ分離する偏極中性子導管（５００）の製作には様々な物質を用いることができる。その代表的な例が強磁性物質であるＦｅとＣｏの合金もしくはＳｉを用いる場合である。このような従来の偏極中性子導管(５００)において、スーパーミラー(５１０)の表面に蒸着薄膜で形成されたＦｅＣｏ合金のような磁性物質(４１０)は偏極中性子導管(５００)の外部に設けられた磁場発生手段(５２０)の磁場内で磁気化され、このような磁場の中で偏極中性子導管(５００)に流入された中性子(４２２)らはそれぞれ異なる散乱距離密度を有するスピン−アップの偏極中性子(４２２ａ)、あるいは、スピン−ダウンの偏極中性子(４２２ｂ)に分離される。
【００１９】
すなわち、偏極中性子導管（５００）のスーパーミラー(５１０)表面に形成されたＦｅＣｏ−Ｓｉの多層薄膜(４００)では、ＦｅＣｏの磁性物質(４１０)によるスピン-ダウン偏極中性子(４２２ｂ)の散乱距離密度が非磁性物質(４１２)であるＳｉのスピン-ダウン偏極中性子(４２２ｂ)の散乱距離密度と符合するので、スピン-ダウン偏極中性子(４２２ｂ)は二つの物質(４１０)(４１２)の差を認識できず、偏極中性子導管（５００）を構成するスーパーミラー(５１０)の臨界角の下に全て透過され、スピン−アップの偏極中性子(４２２ａ)らは偏極中性子導管（５００）を構成するするスーパーミラー(５１０)によって回折と全反射を行い、全て反射されて内部で移送される。このような原理で、従来の偏極中性子導管（５００）は中性子(４２２)からスピン−アップの偏極中性子(４２２ａ) のみを偏極させ収去することができる。
【００２０】
しかしながら、前記のような従来の偏極中性子導管（５００）の場合、わずか一つの偏極中性子、すなわちスピン−アップの偏極中性子(４２２ａ)のみを分離し、スピン-ダウン偏極中性子(４２２ｂ)は収去することができないので、中性子(４２２)の全体収去效率の面においてはわずか50%のみを利用する短所がある。
【００２１】
一方、前記で説明した従来の磁性物質(４１０)/非磁性物質(４１２)、すなわちＦｅＣｏ／Ｓｉを用いたスーパーミラー(５１０)らで構成された偏極中性子導管（５００）とは違って、スピン−アップの偏極中性子(４２２ａ)らを透過させ除去し、スピン−ダウンの偏極中性子(４２２ｂ)らを反射させ収去する中性子逆偏極導管(図示しない)がＣｏ／Ｃｕ スーパーミラーらを利用して提示されている。
【００２２】
従って、従来はスピン−アップの偏極中性子(４２２ａ)とスピン−ダウンの偏極中性子(４２２ｂ)とがそれぞれ必要な場合、スピン−アップの偏極中性子(４２２ａ)を分離収去するためのＦｅＣｏ／Ｓｉ 物質を用いた偏極中性子導管（５００）とスピン−ダウンの偏極中性子(４２２ｂ)を得るために、スピン−フリッパー(Ｓｐｉｎ−Ｆｌｉｐｐｅｒ)を利用する。このような偏極中性子導管らは非常に高価で、且つ精密なものであるため、中性子収得率の面において50%程度のみを示すことから、非效率的であると言える。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２３】
本発明は前記のような従来の問題点を解決するためのもので、中性子の損失を最小化しながら、中性子らをスピン−アップの偏極中性子あるいはスピン−ダウンの偏極中性子に分離することができる偏極中性子導管を提供することに第１の目的がある。
【００２４】
さらに、本発明は複数の偏極中性子導管を必要とせず、かつ簡単な構造を有しながらも效果的に偏極中性子らを分離するので、設備構造の小型化を達成することは勿論、設置費を大きく下げるように改善された偏極中性子導管を提供することに第２の目的がある。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
前記のような目的を達成するために本発明は、中性子からスピン−アップの偏極中性子あるいはスピン−ダウンの偏極中性子を分離することができる偏極中性子導管において、
中性子が移送される真空空間を内部に形成し、前記空間に向けた面には中性子反射薄膜が被覆されたスーパーミラーからなる本体部；
前記本体部の内部に装着され、その表面には中性子反射薄膜が被覆された第1板部によって前記真空空間が区分けされ形成された第1及び第2空間；
前記本体部の一側内面から前記第1板部の前方角側にそれぞれ傾いて装着され前記第1空間の入口に配置される第2板部と、前記本体部の他側内面から前記第1板部の前方角側にそれぞれ傾いて装着され第2空間の入口に配置される第3板部によって形成される中性子分離空間；を含んで前記第1及び第2空間にはそれぞれスピン−アップの偏極中性子と同時にスピン−ダウンの偏極中性子が分離され移送されることを特徴とする偏極中性子導管を提供する。
【００２６】
さらに、本発明は中性子からスピン−アップの偏極中性子あるいはスピン−ダウンの偏極中性子を分離することができる偏極中性子の導管において、
中性子が移送される真空空間を内部に形成し、前記空間に向けた面には中性子反射薄膜が被覆されたスーパーミラーからなる本体部；
前記本体部の内部に装着されて上記真空空間を第1及び第2空間に区分けし、その表面には中性子反射薄膜が被覆された第1板部；
前記本体部の一側内面から前記第1板部の前方角側に傾いて装着され前記第1空間の入口に配置され、その表面にはスピン−アップの偏極中性子を透過させる薄膜が被覆された第2板部；及び
前記本体部の他側内面から前記第1板部の前方角側に傾いて装着され上記第2空間の入口に配置され、その表面にはスピン−ダウンの偏極中性子を透過させる薄膜が被覆された第3板部；を含んで前記第1及び第2空間にはそれぞれスピン−アップの偏極中性子と同時にスピン−ダウンの偏極中性子が分離され移送されることを特徴とする偏極中性子導管を提供する。
【００２７】
そして、本発明は前記第1空間または第2空間を取り囲む本体部と第1板部にはＮｉ／Ｔｉが薄膜として被覆され、スピン−アップの偏極中性子あるいはスピン−ダウンの偏極中性子が移送されることを特徴とする偏極中性子導管を提供する。
【００２８】
さらに、本発明は前記第1空間を取り囲む本体部と第1板部にはＦｅＣｏ／ＳｉまたはＮｉ／Ｔｉが薄膜として被覆されてスピン−アップの偏極中性子が移送され、前記第2空間を取り囲む本体部と第1板部にはＣｏ／ＣｕまたはＮｉ／Ｔｉが薄膜として被覆されてスピン−ダウンの偏極中性子が移送されることを特徴とする偏極中性子導管を提供する。
【００２９】
そして、本発明は前記第1空間を取り囲む本体部と第1板部にはＣｏ／ＣｕまたはＮｉ／Ｔｉが薄膜として被覆されてスピン−アップの偏極中性子が移送され、前記第2空間を取り囲む本体部と第1板部にはＦｅＣｏ／ＳｉまたはＮｉ／Ｔｉが薄膜として被覆れスピン−ダウンの偏極中性子が移送されることを特徴とする偏極中性子導管を提供する。
【００３０】
さらに、本発明は前記第1空間がスピン−アップの偏極中性子を移送する場合、前記第1空間の入口に装着された第2板部はスピン−アップの偏極中性子を透過させ、スピン−ダウンの偏極中性子を第２空間の第３板部に反射させる偏極中性子スーパーミラーからなり、前記第２空間がスピン−ダウンの偏極中性子を移送する場合、前記第2空間の入口に装着された第3板部はスピン−ダウンの偏極中性子を透過させ、スピン−アップの偏極中性子を第1空間の第２板部に反射させる偏極中性子スーパーミラーからなることを特徴とする偏極中性子導管を提供する。
【００３１】
そして、 本発明は前記第1空間がスピン−ダウンの偏極中性子を移送する場合、前記第1空間の入口に装着された第2板部はスピン−ダウンの偏極中性子を透過させ、スピン−アップの偏極中性子を第２空間の第３板部に反射させる偏極中性子スーパーミラーからなり、前記第２空間がスピン−アップの偏極中性子を移送する場合、前記第2空間の入口に装着された第3板部はスピン−アップの偏極中性子を透過させ、スピン−ダウンの偏極中性子を第1空間の第２板部に反射させる偏極中性子スーパーミラーからなることを特徴とする偏極中性子導管を提供する。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、中性子の損失を最小化しながら中性子らをスピン−アップの偏極中性子及びスピン−ダウンの偏極中性子らに分離して収去可能にすることにより、中性子損失を最小化しながら、效果的に偏極中性子らを得ることができる。
【００３３】
そして、本発明は複数の偏極中性子導管が要らない、簡単な構造を有しながらも效果的に偏極中性子らを分離して設備構造の小型化を達成することができるのは勿論、偏極中性子分離及び収去装置の設置費を大きく低めることができる。
【００３４】
それだけでなく、本発明によればスピン−アップの偏極中性子ら又は、スピン−ダウンの偏極中性子らで偏極化された中性子損失の最小化が志向され、使用先においての偏極中性子準備時間を減少させ、作業生産性を高めることができる利点が得られる。
【００３５】
上記で本発明は、特定の実施例に関して図示し、説明したが、これは単なる例示的に本発明を説明するために記載したものであり、本発明をこのような特定構造で制限するのではない。当業界で通常の知識を持った者なら、本発明の特許請求範囲に記載した本発明の思想及び領域を外れない範囲内で、本発明を多様に修正及び変更させ得ることが判る。しかしながら、このような修正及び変形構造らは全て本発明の権利範囲内に含まれることを明らかにする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
以下、添付された図面に基づいて、本発明を詳しく説明する。
【００３７】
本発明による偏極中性子導管（１）は図６乃至図８に示したように、中性子（２２）からスピン−アップの偏極中性子（２２ａ）またはスピン−ダウンの偏極中性子（２２ｂ）を分離して損失なくこれをそれぞれ収去する。
【００３８】
本発明による偏極中性子導管（１）は偏極中性子らを移送するために、スーパーミラー（１３）からなる本体部（１２）を具備し、前記スーパーミラー（１３）はスピン−ダウンの偏極中性子（２２ｂ）らを反射させるＣｏ／ＣｕまたはＮｉ／Ｔｉ中性子スーパーミラーか、スピン−アップの偏極中性子（２２ａ）を反射させるＦｅＣｏ／ＳｉまたはＮｉ／Ｔｉ中性子スーパーミラーらからなり、これらの組み合わせより偏極中性子を損失なく最大に得ることができる。
【００３９】
本発明による偏極中性子導管（１）は図６に示したように、偏極中性子（２２ａ）（２２ｂ）を最大に利用するために、前方側には中性子分離空間（１０）が形成され、その後方側にはスピン−アップの偏極中性子（２２ａ）とスピン−ダウンの偏極中性子（２２ｂ）の移送通路である第１及び第２空間（５０）（６０）が揃って形成される。
【００４０】
そして、このように、中性子分離空間（１０）と第１及び第２空間（５０）（６０）らを区分けするために、本体部（１２）内には非偏極中性子スーパーミラーである第１板部（３０）と、偏極中性子スーパーミラーである第２及び第３板部（３２）（３４）らを配置するのである。
【００４１】
即ち、本発明による偏極中性子導管（１）は中性子が移送される真空空間を内部に形成し、前記空間に向けた面には中性子反射薄膜が被覆されたスーパーミラー（１３）らからなる本体部（１２）を含む。
【００４２】
前記本体部（１２）は非偏極中性子スーパーミラー（１３）を形成するＮｉ／Ｔｉが薄膜として被覆されてスピン−アップの偏極中性子（２２ａ）及び/又はスピン−ダウンの偏極中性子（２２ｂ）が移送される構造に成りうる。
【００４３】
そして、前記本体部（１２）はＦｅＣｏ／Ｓｉが被覆されてスピン−アップの偏極中性子（２２ａ）が移送されたり、Ｃｏ／Ｃｕが被覆されてスピン−ダウンの偏極中性子（２２ｂ）が移送されたりすることができる。
【００４４】
また、本発明による偏極中性子導管（１）は前記本体部（１２）の内部に装着され、その表面には中性子反射薄膜が被覆された第１板部（３０）によって前記真空空間が区分けされ形成される第１及び第２空間（５０）（６０）を具備する。
【００４５】
前記第１及び第２空間（５０）（６０）らはそれぞれスピン−アップの偏極中性子（２２ａ）又はスピン−ダウンの偏極中性子（２２ｂ）が分離されて移送される流路を形成するもので、これは図６に示したように、第１板部（３０）によって本体部（１２）の内部空間が分割される。
【００４６】
前記第１板部（３０）は板材型の構造を有しており、前記本体部（１２）の内側にその両側角が固定されてその上、下に第１及び第２空間（５０）（６０）をそれぞれ形成する。さらに、その表面にはＮｉ／Ｔｉが薄膜として被覆されてスピン−アップの偏極中性子（２２ａ）及び/又はスピン−ダウンの偏極中性子（２２ｂ）が移送されるようにすることが可能である。
【００４７】
または、第１板部（３０）はＦｅＣｏ／Ｓｉが被覆されてスピン−アップの偏極中性子（２２ａ）が移送されたり、Ｃｏ／Ｃｕが被覆されてスピン−ダウンの偏極中性子（２２ｂ）が移送されるようにすることができ、一面にはＦｅＣｏ／Ｓｉが被覆され、他面にはＣｏ／Ｃｕが被覆され得る。
【００４８】
それだけではなく、前記第１板部（３０）は図６で水平に本体部（１２）の内側空間を上、下に分割するものとして示したが、本発明はこれに限定されず、第１板部（３０）が本体部（１２）の内部で垂直に配置されて空間を左右に分割することもでき、本発明はその配置構造に限定されず、これらを全て含む。
【００４９】
そして、本発明による偏極中性子導管（１）は前記第１及び第２空間（５０）（６０）の前方側に中性子分離空間（１０）を形成し、これは前記本体部（１２）の前方一側内面から前記第１板部（３０）の前方角側に傾いて装着され、前記第１空間（５０）の入口に配置される第２板部（３２）と、前記本体部（１２）の前方他側内面から前記第１板部（３０）の前方角側に傾いて装着され、前記第２空間（６０）の入口に配置される第３板部（３４）によって形成される。
【００５０】
従って、本発明による偏極中性子導管（１）に流入される中性子（２２）は前記中性子分離空間（１０）において、それぞれスピン−アップの偏極中性子（２２ａ）あるいは、スピン−ダウンの偏極中性子（２２ｂ）に分離され、その後方側の前記第１及び第２空間（５０）（６０）を通して、それぞれスピン−アップの偏極中性子（２２ａ）あるいは、スピン−ダウンの偏極中性子（２２ｂ）と別々に分離され移送されるのである。
【００５１】
一方、本発明による偏極中性子導管（１）の外側には中性子（２２）らに磁場をかけてあげて、一時的に磁場に中性子（２２）を平行（ｐａｒａｌｌｅｌ）又は非平行（ａｎｔｉ  ｐａｒａｌｌｅｌ）に整列させるための磁場印加手段（７０）が配置される。
【００５２】
前記磁場印加手段（７０）によって中性子（２２）らは前記中性子分離空間（１０）においてスピン−アップの偏極中性子（２２ａ）又はスピン−ダウンの偏極中性子（２２ｂ）別に分離され、このような偏極中性子（２２ａ）（２２ｂ）らは傾いた状態で装着されたスーパーミラーである第２及び第３板部（３２）（３４）らによって第１及び第２空間（５０）（６０）へ透過あるいは反射される。
【００５３】
前記第２板部（３２）は本体部（１２）の一側内面から前記第１板部（３０）の前方角側に傾いて装着されて前記第１空間（５０）の入口に配置され、その表面にはスピン−アップの偏極中性子（２２ａ）を透過させる薄膜、例えば、Ｃｏ／Ｃｕが被覆された構造である。
【００５４】
そして、前記第３板部（３４）は本体部（１２）の他側内面から前記第１板部（３０）の前方角側に傾いて装着されて前記第２空間（６０）の入口に配置され、その表面にはスピン−ダウンの偏極中性子（２２ｂ）を透過させる薄膜、例えば、ＦｅＣｏ／Ｓｉが被覆され得る。
【００５５】
このように、前記中性子（２２）らは本体部（１２）内の第２及び第３板部（３２）（３４）によって形成された中性子分離空間（１０）で分離され、第１及び第２空間（５０）（６０）へ流入され、前記第１及び第２空間（５０）（６０）内で続けて反射して偏極中性子（２２ａ）（２２ｂ）が必要な装置まで前進して移送される。
【００５６】
このため、前記第１空間（５０）又は第２空間（６０）を取り囲む本体部（１２）と第１板部（３０）には図７に示したように、Ｎｉ／Ｔｉが薄膜として被覆されてスピン−アップの偏極中性子（２２ａ）及び/又はスピン−ダウンの偏極中性子（２２ｂ）が移送されるようにすることができる。
【００５７】
または、本発明は図７に示すように、前記第１空間（５０）を取り囲む本体部（１２）と第１板部（３０）にはＦｅＣｏ／ＳｉまたはＮｉ／Ｔｉが薄膜として被覆されてスピン−アップの偏極中性子（２２ａ）が移送され、前記第２空間（６０）を取り囲む本体部（１２）と第１板部（３０）にはＣｏ／Ｃｕ またはＮｉ／Ｔｉが薄膜として被覆されてスピン−ダウンの偏極中性子（２２ｂ）が移送されるようにする。
【００５８】
そして、本発明は前記とは違って、図８に示すように、前記第１空間（５０）を取り囲む本体部（１２）と第１板部（３０）には Ｃｏ／ＣｕまたはＮｉ／Ｔｉが薄膜として被覆されてスピン−ダウンの偏極中性子（２２ｂ）が移送され、前記第２空間（６０）を取り囲む本体部（１２）と第１板部（３０）には ＦｅＣｏ／Ｓｉ またはＮｉ／Ｔｉが薄膜として被覆されてスピン−アップの偏極中性子（２２ａ）が移送されるようにすることもできる。
【００５９】
前記で本発明は、第１空間（５０）がスピン−アップの偏極中性子（２２ａ）を移送する場合、前記第１空間（５０）の入口に装着された第２板部（３２）はスピン−アップの偏極中性子（２２ａ）を透過させ、スピン−ダウンの偏極中性子（２２ｂ）を第２空間（６０）の第３板部（３４）に反射させる偏極中性子スーパーミラーからなる。従って、第２板部（３２）はＣｏ／Ｃｕで薄膜蒸着される。
【００６０】
さらに、本発明は第２空間（６０）がスピン−ダウンの偏極中性子（２２ｂ）を移送しようとする場合、前記第２空間（６０）の入口に装着された第３板部（３４）はスピン−ダウンの偏極中性子（２２ｂ）を透過させ、スピン−アップの偏極中性子（２２ａ）を第１空間（５０）の第２板部（３２）に反射させる偏極中性子スーパーミラーからなる。従って、第３板部（３４）は ＦｅＣｏ／Ｓｉで薄膜蒸着される。
【００６１】
そして、本発明は第２板部（３２）、第３板部（３４）の位置と第１空間（５０）及び第２空間（６０）の位置が上下または左右方向で互いに入れ替えて配置され得る。
【００６２】
前記のように構成された本発明による偏極中性子導管（１）は本体部（１２）の前方側に形成された中性子分離空間（１０）に一般中性子導管（２００）から中性子（２２）らが流入されると、磁場印加手段（７０）によって中性子（２２）らには磁場がかかるようになる。
【００６３】
前記のような磁場によって前記中性子分離空間（１０）においては、１次的に磁場に中性子（２２）が平行（ｐａｒａｌｌｅｌ）又は非平行（ａｎｔｉ  ｐａｒａｌｌｅｌ）に整列された後、それぞれの二種類の偏極中性子スーパーミラーら、即ち、第２板部（３２）と第３板部（３４）を通して中性子がスピン−アップの偏極中性子（２２ａ）とスピン−ダウンの偏極中性子（２２ｂ）に分離される。
【００６４】
前記第２板部（３２）と第３板部（３４）らはそれぞれ互いに対向して傾いた構造で配置され、それぞれ Ｃｏ／Ｃｕ又はＦｅＣｏ／Ｓｉで薄膜装着されたものであるので、Ｃｏ／Ｃｕで薄膜蒸着された第２板部（３２）はスピン−アップの偏極中性子（２２ａ）を透過させ、スピン−ダウンの偏極中性子（２２ｂ）を第２空間（６０）の第３板部（３４）に全反射させる。また、ＦｅＣｏ／Ｓｉで薄膜蒸着された第３板部（３４）はスピン−ダウンの偏極中性子（２２ｂ）を透過させ、スピン−アップの偏極中性子（２２ａ）を第１空間（５０）の第２板部（３２）に全反射させる。
【００６５】
従って、前記第１空間（５０）には第２板部（３２）を透過したスピン−アップの偏極中性子（２２ａ）らと第３板部（３４）から反射されて第２板部（３２）を通して透過されたスピン−アップの偏極中性子（２２ａ）らが存在するようになり、このようなスピン−アップの偏極中性子（２２ａ）らは前記第１空間（５０）を取り囲む本体部（１２）と第１板部（３０）の Ｎｉ／Ｔｉ又はＦｅＣｏ／Ｓｉ薄膜層によって前進して移送される。
【００６６】
一方、前記第２空間（６０）には第３板部（３４）を透過したスピン−ダウンの偏極中性子（２２ｂ）らと、第２板部（３２）から反射されて第３板部（３４）を通して透過されたスピン−ダウンの偏極中性子（２２ｂ）らのみ存在するようになり、このようなスピン−ダウンの偏極中性子（２２ｂ）らは前記第２空間（６０）を取り囲む本体部（１２）と第１板部（３０）の Ｎｉ／Ｔｉ又は Ｃｏ／Ｃｕ薄膜層によって全反射されて前進して移送される。
【００６７】
このように、本発明によれば、スピン−アップの偏極中性子（２２ａ）らとスピン−ダウンの偏極中性子（２２ｂ）らに分離された中性子（２２）はＮｉ／Ｔｉタイプの一般非偏極中性子スーパーミラー又はＦｅＣｏ／Ｓｉ、Ｃｏ／Ｃｕタイプの偏極中性子スーパーミラーなどの組み合わせよりなる本体部（１２）の第１及び第２空間（５０）（６０）らを通して所望の使用先に続けて全反射して分離、移送される。
【００６８】
そして、前記第１及び第２空間（５０）（６０）らは本体部（１２）の後方側に連結される一般的な中性子導管（２００）を通してスピン−アップの偏極中性子（２２ａ）らとスピン−ダウンの偏極中性子（２２ｂ）らに分離された状態で移送される。
【００６９】
従って、本発明によれば、スピン−アップの偏極中性子（２２ａ）らとスピン−ダウンの偏極中性子（２２ｂ）らを全て分離、収去することが可能なので、偏極中性子損失の最小化を志向することができる。さらに、前記では、スピン−アップの偏極中性子（２２ａ）らとスピン−ダウンの偏極中性子（２２ｂ）らを移送する第１及び第２空間（５０）（６０）が本体部（１２）内で上、下に分離された状態で図示し、説明したが、本発明はこれに限定されることではなく、左右に配置され得ることはもちろんのことである。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】従来の技術による中性子導管を図示した斜視図。
【図２】従来の技術による中性子導管を構成するスーパーミラーの貼り付け構造を図示した分解斜視図。
【図３】従来の技術による偏極中性子導管において行われるスピン−アップの偏極中性子とスピン−ダウンの偏極中性子らの偏極作用を示した説明図。
【図４】従来の技術による偏極中性子導管においてスピン−アップの偏極中性子が収去され、スピン−ダウンの偏極中性子らが除去される偏極作用を示した断面図。
【図５】本発明による偏極中性子導管が中性子導管に配置される状態を図示した外観構造図。
【図６】本発明による偏極中性子導管の内部構造を図示した説明図。
【図７】本発明による偏極中性子導管においてスピン−アップの偏極中性子とスピン−ダウンの偏極中性子らが分離収去される動作状態を図示した断面図。
【図８】本発明による偏極中性子導管においてスピン−アップの偏極中性子とスピン−ダウンの偏極中性子らが分離収去される動作状態を図示した断面図。
【符号の説明】
【００７１】
１．本発明による偏極中性子導管
１０．中性子分離空間
１２．本体部
１３．スーパーミラー
２２ａ．スピン−アップの偏極中性子 
２２ｂ．スピン−ダウンの偏極中性子 
３０．第１板部
３２．第２板部
３４．第３板部
５０．第１空間
６０．第２空間
７０．磁場印加手段
２００．従来の中性子導管
２１０．導管ユニット
２１２．スーパーミラー（ｓｕｐｅｒ  ｍｉｒｒｏｒ）
２１２ａ．基板
２１２ｂ．薄膜
３００．冷中性子源
３１０．偏極中性子使用装置
４００．薄膜
４１０．磁性物質
４１２．非磁性物質
４２２．中性子
４２２ａ．スピン−アップの偏極中性子
４２２ｂ．スピン−ダウンの偏極中性子
５００．従来の偏極中性子導管  
５１０．スーパーミラー
５２０．磁場発生手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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