タンデム加速器を利用した先進的単色中性子源の実用化と中性子ビーム理工学への応用

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13558064
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 渡辺 幸信 九州大学, 大学院・総合理工学研究院, 助教授 (30210959)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 池田 伸夫 九州大学, 大学院・工学研究院, 助教授 (70193208) ; 相良 建至 九州大学, 大学院・理学研究院, 教授 (00128026) ; 的場 優 九州大学, 大学院・工学研究院, 教授 (60037827) ; 中村 裕之 北九州工業高等専門学校, 助教授 (70172434) ; 若林 源一郎 九州大学, 大学院・工学研究院, 助手 (90311852)
• Keywords: 加速器中性子源 / MeV / (p, n)逆運動学 / タンデム加速器 / 単色中性子 / 水素ガスターゲット / 反跳陽子中性子スペクトロメータ / 核データ測定

Research Abstract

本研究では、中性子利用に関連した基盤技術の整備・高度化を目指し、いわゆる"gap"領域(8〜14MeV)の単色中性子標準場を九州大学タンデム加速器実験施設において開発・実用化することを目標としている。
今年度は、ビームのパルス化に主眼を置いた加速器系の開発・整備を行った。重陽子の連続ビームをタンデム入射ビームラインに設置されたバンチャーと出口ビームラインに設置されたチョッパーを用いて効率良くパルス化する。4MeVの重陽子ビームに対するパルス化最適化条件を求めるテスト実験を行った。パルス化の確認には、Al(d, P)反応からの陽子を半導体検出器カウンターテレスコープで計測する手法を採用した。実験結果は、バンチャーのみで4.4nsec、チョッパーを連動させて、3.6nsecのパルス幅のビームを得ることに成功した。今後は、荷電変換用の炭素フォイルをガスストリッパーに変えることで、さらに幅の狭いパルスビームの発生を目指す予定である。また、d+dや^1H(^<13>C, n)反応を使った中性子源用水素ガスターゲットの設計・製作ならびにデータ収集系の整備を終えた。
中性子誘起反応実験用に飛跡追跡型カウンターテレスコープの開発も進めている。今年度は、設計に必要なモンテカルロ計算コードを開発し、従来使用してきた中性子検出器用反跳陽子カウンターテレスコープの測定結果を良く再現できることを確認した。このコードを用いて、広面積の標的からの反応粒子を広立体角でトレースできる飛跡追跡型カウンターテレスコープの設計・製作を開始した段階である。