Long-term operation of Superconducting-Helmholtz-Coil (SHC) systems for muon SR experiments

Abstract

Configuration and operation characteristics of the SHC-muon SR (Spin Relaxation) system are described. The SHC-muon SR system consists of superconducting Helmholtz coils, muon-decayed electron detection systems and liquid He cooling system for the coils. The election detection system consists of two groups of pair scintillation telescope made of 16 plastic scintillation counters for each group. An additional correction coil-pair is also equipped to achieve a zero field adjustment. The cooling time for the SHC coil varies from two weeks to two months. By evacuating the SHC cryostats and the transfer tube for a long period more than two weeks and also in the non-operating period, the cooling time can be reduced to about 10 days. Now, the SHC-muon SR system is operated for 10 to 14 days in running time and 10 days in off time and 7 days in cooling. After a long operation more than 10 days, the cooling system sometimes becomes unstable. The further operation of SHC is only possible by readjusting the liquid nitrogen flowing through thermal exchanger in the helium refrigerator. During the FY 1998, 500 MHz resonance and decoupling experiments were performed. The high precision muon spin resonance under high field is also performed using SHC-muon SR setup.

SHC-μSR(ミューオンスピン緩和)システムの構成と運転特性について述べた。SHC-μSRシステムは、超伝導ヘルムホルツコイル、ミューオン崩壊電子検出システムおよびコイル用の液体ヘリウム冷却システムから構成されている。電子検出システムは、1グループ16本のプラスチックシンチレータからなる2グループのペアシンチレーションテレスコープから構成される。また、ゼロ磁場調整のために補正コイル対も装備されている。SHCコイルの冷却時間は2週間?2か月である。SHCのクライオスタットおよび伝送管の2週間以上にわたる長期真空引きおよび運転休止期間中の真空引きによって、冷却時間を約10日間に低減することができる。現在、SHC-μSRは、運転期間10?14日、休止期間10日、冷却期間7日で稼動させている。運転期間が10日以上になると、冷却システムは不安定になることがある。SHCをそれ以上運転するには、ヘリウム冷凍機の熱交換機を流れる液体窒素を再調整しなければならない。1998年度には、500MHz共鳴およびデカプリング実験を行った。SHC-μSR装置を用いて、高磁場下における高精度ミューオンスピン共鳴も行われる。