2013 Fiscal Year Research-status Report
複合的実験手法による7Li(p,n)反応準単色中性子スペクトル構造の解明
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25871197
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Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
増田 明彦 独立行政法人産業技術総合研究所, 計測標準研究部門, 研究員 (70549899)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 加速器 / 放射線 / 中性子 / 校正 / 高エネルギー中性子 |
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| Research Abstract |
サイクロトロン施設において7Li(p,n)反応を用いて生成される準単色高エネルギー中性子場に混在する低エネルギー連続成分のスペクトルを測定するために，中性子飛行時間(TOF)法による測定の高度化と，アンフォールディング法に用いる放射化箔ボナー検出器の開発を進めた。
TOF法による測定については，最近開発されたビーム間引き装置を用いて，生成されるパルス中性子の繰り返し間隔を広げることで，測定原理上の測定下限エネルギーを数十keV（間引きを行わないと数MeV）まで低減した測定を行った。MeV領域を対象とした液体シンチレーターとkeV領域を対象としたLiガラスシンチレーターを組み合わせることで，数十keVまでのTOFスペクトルを取得することができたが，両領域の接続領域の測定の信頼性に課題があり，引き続き測定の改善とデータの蓄積を行っていく。
放射化箔ボナー検出器については，既存のボナー球スペクトロメーターの減速材に箔検出器を挿入し，また誘導放射能を高純度ゲルマニウム半導体検出器で安定的に測定するためのアタッチメント等を製作し，評価を行った。それらの応答関数はモンテカルロ計算コードを用いて評価し，産総研の中性子標準場における定量的な測定で値付けを行った。この測定では，応答の異なる各検出器の相対関係が計算結果とほぼ一致し，その妥当性を確認することができた。さらに，実際の準単色高エネルギー中性子場においてもデモンストレーション測定を行った。今後本測定を行い，TOF法により得られた精度の高い初期推定スペクトルを用いたアンフォールディング法を実行し，全エネルギー領域に対するスペクトル評価に取り組む。
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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
本研究の計画は，準単色高エネルギー中性子場の全エネルギー領域におけるスペクトルを解明するために，１）最近実現した数十keVを下限とするTOF法による測定データの信頼性を向上させると共にデータを蓄積し，２）それを初期推定スペクトルとして利用するボナー球アンフォールディング法をより高エネルギー中性子場に適した放射化箔を用いたボナー球を使って行うことの2点が柱となっている。前者については測定経験を積むにつれデータの取得そのものは問題なく行えるようになり，より精度を向上させるための課題もより明確になった。後者については放射化箔ボナーを製作し，計算と実験の整合性を確認することができ，さらに実際の高エネルギー中性子場でのデモンストレーションまで進めることができている。
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| Strategy for Future Research Activity |
TOF法による測定については，引き続きデータの蓄積と高精度化を行っていく。1～数MeV領域の精度向上が課題であるが，液体シンチレーターでは信号波高が小さいために中性子とガンマ線の信号波形を用いた弁別が難しく，またLiガラスシンチレーターでは種々の反応断面積が立ち上がる領域であることが原因と分かっており，測定回路パラメーターの最適化等で改善を図っていく。
放射化ボナー検出器については，高エネルギー中性子場での本測定を行いつつ開発を進める。従来の3He比例計数管を用いたボナー球検出器による測定結果との比較や見込まれたメリットの評価を継続して行い，金以外の素子についても開発と評価を進める。
TOF法によって得られた数十keV以上のスペクトル形状に，予想され得るそれ以下の低エネルギー領域のスペクトル形状を外挿し，これを初期推定スペクトルとするアンフォールディング法による全エネルギー領域に対するスペクトル評価に取り組む。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
特注品を当初の見込みより安価に購入することができたため。
実験に使用する消耗品類の購入等に充てる予定である。
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[Journal Article] Time-of-flight measurement of low-energy components of quasi-monoenergetic high-energy neutron field2013
Author(s)
A. Masuda, T. Matsumoto, H. Harano, Y. Tanimura, Y. Shikaze, S. Kurashima, M. Hagiwara, Y. Unno, J. Nishiyama, M. Yoshizawa, H. Seito
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Journal Title
2013 IEEE Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Conference Record
Volume: 1
Pages: 1-5
DOI
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[Presentation] Time-of-flight measurement of low-energy components of quasi-monoenergetic high-energy neutron field
Author(s)
A. Masuda, T. Matsumoto, H. Harano, Y. Tanimura, Y. Shikaze, S. Kurashima, M. Hagiwara, Y. Unno, J. Nishiyama, M. Yoshizawa, H. Seito
Organizer
2013 IEEE Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Conference
Place of Presentation
Coex Convention and Exhibition Center (Seoul, Korea)
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