Performance of upgraded thermal neutron guides with supermirrors at JRR-3

JRR-3熱中性子導管のスーパーミラーへの改良における性能評価

田村 格良  ; 鈴木 正年; 羽沢 知也; 盛合 敦; 堀 直彦 ; 笹島 文雄; 曽山 和彦  

Tamura, Itaru; Suzuki, Masatoshi; Hazawa, Tomoya; Moriai, Atsushi; Hori, Naohiko; Sasajima, Fumio; Soyama, Kazuhiko

JRR-3熱中性子導管のNiミラーからNi/Tiスーパーミラーへの改良を行った。その際、スーパーミラーに改良した中性子導管により導かれた中性子ビームの特性試験を行った。2003年の3月に中性子導管末端での中性子の強度は金箔を用いた放射化量を測定することにより求めた。その結果、熱中性子導管末端で以前より6倍の強度になっていることを確かめた。また、熱中性子導管の末端での中性子ビームのスペクトルはTOF測定法を用いて測定した。改良に伴い中性子ビームの波長範囲が広がり、特に改良前に中性子導管の曲率による特性で輸送できなかった短波長の中性子ビームが観測されることとなった。熱中性子導管により導かれた中性子ビームの性能評価の目的のために、McStasを用いたモンテカルロシミュレーションを行った。スーパーミラーの特性は使用している中性子導管の測定値を使用することと実際の設置誤差を入力することにより実際の条件に近い計算を行い、熱中性子導管の計算値と実験値の比較を行った。計算によって得られた値は実験値を再現することを明らかにした。このことにより、TOF測定法を用いることができない中性子ビームポートの中性子スペクトル評価を行うことが可能となった。

Thermal neutron guides at JRR-3 reactor have been upgraded from Nickel mirrors to Ni/Ti multilayer supermirrors. We performed the characteristics experiment of neutron beams transmitted through supermirror neutron guides. Neutron fluxes at the end of the thermal neutron guides were measured by the gold foil activation method on March 2003. We have confirmed that neutron fluxes at the end of thermal neutron guide increases by 6 times. The neutron spectra were also measured at the end of the thermal neutron guides by the time-of-flight method. The wavelength range for the neutron beam is extended and the shorter wavelength neutrons, which had been filtered by the characteristics of curved neutron guides before upgrade, were observed. In this paper, we have performed several Monte Carlo simulation codes using the McStas package in the consideration of the performance of fabricated supermirrors and its alignment errors for the purpose of estimation of instruments performance. We discuss the comparison of the experimental results with results of simulation.