核破砕中性子源

DOE科学局ユーザー施設
位置：	オークリッジ国立研究所、オークリッジ、テネシー州、アメリカ合衆国
科学的目的:	生物学、化学、物理学、工学の分野全体にわたって、材料の構造と特性に関する独自の情報を提供します。
組織：	SNS は、定常中性子源である高中性子束同位体原子炉も含む ORNL 中性子科学局の一部です。
Webサイト：	中性子

スパレーション中性子源（SNS ）は、米国にある加速器ベースの中性子源施設であり、科学研究と産業開発のために世界で最も強力なパルス中性子ビームを提供しています。 ^[1]毎年、この施設には大学、国立研究所、産業界から何百人もの研究者が集まり、中性子を使用した基礎研究、応用研究、技術開発を行っています。SNSはオークリッジ国立研究所の一部であり、 UT-Battelleが米国エネルギー省（DOE）のために管理しています。SNSはDOE科学局のユーザー施設であり、^[2]世界中の科学者や研究者に開放されています。

中性子散乱により、科学者は散乱した中性子を数え、そのエネルギーと散乱角度を測定し、最終的な位置をマッピングすることができます。この情報により、高温超伝導体、ポリマー、金属、生物学的サンプルなどの材料の分子構造と磁気構造および挙動を明らかにすることができます。基礎物理学に焦点を当てた研究に加えて、中性子散乱研究は、構造生物学とバイオテクノロジー、磁性と超伝導、化学材料と工学材料、ナノテクノロジー、複雑な流体など にも応用されています。

SNSにおける核破砕プロセスは、イオン源によって生成される負に帯電した水素イオンから始まります。各イオンは、2つの電子が周回する陽子で構成されています。イオンは線形粒子加速器に注入され、約1GeV（または光速の約90% ）のエネルギーまで加速されます。 ^[3]

イオンはホイルを通過し、各イオンから 2 つの電子が剥ぎ取られて陽子に変換されます。陽子はリング状の構造である陽子蓄積リングに入り、そこで非常に高速で回転して「束」に蓄積されます。各陽子の束は、1 秒あたり 60 回 (60ヘルツ) の速度でパルスとしてリングから放出されます。高エネルギー陽子パルスは液体水銀のターゲットに衝突し、そこで破砕が起こります。破砕された中性子はその後、減速装置で減速され、ビーム ラインを通って特殊な機器のあるエリアに導かれ、さまざまな実験に使用されます。^[3]

世界の中性子源のほとんどは数十年前に建設されたもので、中性子の利用と需要は年々増加しているにもかかわらず、新しい中性子源はほとんど建設されていません。新しい改良型中性子源の必要性を満たすために、DOE 基礎エネルギー科学局は SNS の建設に資金を提供しました。SNS は科学研究と産業開発のために世界で最も強力なパルス中性子ビームを提供します。

SNS の建設は、アルゴンヌ、ブルックヘブン、ローレンス・バークレー、ロスアラモス、オークリッジ、ジェファーソンの 6 つの DOE 国立研究所の協力によって行われました。この協力は、米国の科学史上最大規模のものであり、さまざまな分野から最高の知識と経験を結集するために使用されました。

SNSは5年以上の建設期間と14億ドルの費用を経て、2006年4月に完成しました。最初の3つの機器は2007年8月に運用を開始し、科学コミュニティに利用可能になりました。2017年現在、20の機器が完成しており、SNSは年間約1,400人の研究者を受け入れています。^[4]

• 公式サイト
• TE Mason 他、「スパレーション中性子源: 材料研究のための強力なツール」arXiv:physics/0007068v1。
• 「SNS: 分子映画のための中性子」、Symmetry、vol. 03(05)、2006年6月/7月。

35°57′04″N 84°18′07″W / 35.951°N 84.302°W / 35.951; -84.302