2019 Fiscal Year Research-status Report
180度方向中性子エネルギースペクトルの測定と核破砕反応モデルの改良
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17K14916
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| Research Institution | Japan Atomic Energy Agency |
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Principal Investigator |
岩元 大樹 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 J－PARCセンター, 研究職 (50589744)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 中性子エネルギースペクトル / 核破砕反応 / 核破砕中性子 / 核反応モデル / 中性子検出器 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
一昨年度実施したJ-PARC/MLFにおける水銀標的から180度方向に放出される中性子のエネルギースペクトルの測定では、測定位置付近に設置されたビームダクト用のフランジが中性子エネルギースペクトルの測定精度に悪影響を及ぼしていた。そのため、フランジの代わりに測定用の窓が付加された真空チェンバを新たに設置し、昨年度原子力科学研究所の放射線標準施設(FRS)で試験した液体有機シンチレータを用いて中性子エネルギースペクトルの再測定を行った。
昨年度の検出器の試験では5 MeVの単色中性子源を用いていたが、異なる入射エネルギー点における検出器応答および検出効率を調べるため、今年度は565 keV単色中性子源を用いて、中性子検出器（液体有機シンチレータ、低エネルギー中性子検出用のヘリウム-3比例計数管及びボロン入りプラスチックシンチレータ）の中性子検出効率試験及び応答試験を実施した。次年度は、陽子ビームの入射エネルギーおよび標的による中性子エネルギースペクトルの差異を調べるため、J-PARCに設置された鉄標的（鉄ダンプ）を用いて中性子エネルギースペクトル測定を実施する予定である。
測定と並行して、モンテカルロ粒子輸送計算コードPHITSを用いて、核反応モデルに起因する中性子エネルギースペクトルの不確かさ解析を実施し、核反応モデル高度化および中性子エネルギースペクトル測定の課題を明らかにした。ここで得られた成果を、学術論文誌Journal of Nuclear Science and Technologyで報告した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
令和元年度は、当初計画どおりに昨年度試験を行った中性子検出器を用いて、180度方向中性子エネルギースペクトルの測定を実施できた。また、核反応モデルに起因する中性子エネルギースペクトルの不確かさ解析を実施し、核反応モデル高度化および測定の課題を明らかにすることができた。これらのことから、おおむね順調に進展していると判断できる。
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| Strategy for Future Research Activity |
3GeV陽子入射による水銀標的を用いた180度方向中性子エネルギースペクトルを測定できたため、次年度は400 MeV陽子を鉄ダンプに照射し、180度方向に放出される中性子エネルギースペクトルの測定を実施する。
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| Causes of Carryover |
令和元年度に購入した中性子検出器が予定よりも高額だったため、支出計画を見直して消耗品等の購入を見合わせたことにより、次年度使用額が生じた。次年度使用額は令和2年度分研究費と合わせて、中性子エネルギースペクトルの測定に必要な物品の購入費及び研究成果を発表するための旅費として使用する。
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