連続スペクトル中性子入射による中性子生成二重微分断面積の測定

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12480141
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 石橋 健二 九州大学, 大学院・工学研究院, 教授 (00159766)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 中村 尚司 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (70026029) ; 有馬 秀彦 九州大学, 大学院・工学研究院, 助手 (20253495) ; 執行 信寛 九州大学, 大学院・工学研究院, 助手 (40304836) ; 明午 伸一郎 日本原子力研究所, 中性子科学研究センター, 研究員 ; 高田 弘 日本原子力研究所, 中性子科学研究センター, 研究員
• Keywords: 連続エネルギー中性子入射 / 中性子生成断面積 / ホスウィッチ型検出器 / 無機シンチレーション検出器 / 有機シンチレーション検出器 / 反跳陽子法 / 飛行時間法

Research Abstract

本年度は、昨年度に引き続き(n, xn)反応の連続エネルギー中性子入射中性子生成断面積測定を行った。
はじめに、高エネルギー加速器研究機構12GeV陽子シンクロトロン施設において、500MeVまでの陽子をホスウィッチ型無機シンチレーション検出器に直接入射しその応答特性を測定した。この結果、陽子に対するエネルギー応答関数を実験的に得ることができた。
次に米国ロスアラモス国立研究所LANSCE施設において、中性子入射中性子生成二重微分断面積の測定を行った。ターゲットには鉄と鉛を使用した。測定角度は15度、30度、90度とした。初めに昨年度と同様の手法である反跳陽子法を用いて実験を行った。
しかし、100MeV以下の低エネルギー中性子を検出するための小型ホスウィッチ検出器は中性子の検出効率が低く、バックグラウンド事象との弁別が非常に困難であることが明らかになってきた。そこで反跳陽子法の代わりに検出効率が高い有機シンチレーション検出器を用いて、検出器に付与されるエネルギーと飛行時間法を組み合わせた方法を採用することとした。この結果、バックグラウンド事象との弁別が容易になり100MeV以下の比較的低いエネルギーの中性子の測定に有効であることが確認された。しかしこの有機シンチレーション検出器は100MeV以上の中性子を測定することが困難なので、高いエネルギーの中性子に対しては反跳陽子法が有用であることも確認できた。
以上のことから数十MeVから800MeV程度までの幅広いエネルギースペクトルを持つ入射中性子を利用した、中性子入射中性子生成二重微分断面積の測定が可能であることが分かった。