Coupled hydrogen moderator optimization with ortho/para hydrogen ratio

水素の/パラ比と結合型モデレータの最適化

甲斐 哲也   ; 原田 正英   ; 勅使河原 誠   ; 渡辺 昇; 池田 裕二郎

Kai, Tetsuya; Harada, Masahide; Teshigawara, Makoto; Watanabe, Noboru; Ikeda, Yujiro

結合型水素モデレータの中性子性能を、パラ水素濃度,モデレータの厚さと高さ,プレモデレータの厚さを関数として評価した。100%パラ水素による厚い(120140 mm)モデレータが、高い15meV以下の時間-エネルギー積分強度とパルスピーク強度を得るという観点から最適であることがわかった。モデレータの中性子取出面における低エネルギー中性子強度分布より、プレモデレータ近辺の周縁部分の強度が中心部よりも高いことがわかった。この独特な分布から、プレモデレータに近いモデレータ周辺部の明るい部分を利用できるよう、モデレータと中性子取出面の設計が重要となることを示している。

Neutronic performance of a coupled hydrogen moderator was studied as a function of para hydrogen concentration, moderator thickness, height and premoderator thickness. It was found that a thick (120140mm) moderator with 100% para hydrogen was optimal to provide the highest time- and energy- integrated neutron intensity below 15 meV together with the highetst possible pulse-peak intensity. Low-energy neutron distribution on the moderator viewed surface was found to exhibit an intensity-enhanced region at a picture frame part near premoderator. The rather peculiar distribution suggested that the moderator and the viewed surface must be designed so as to take the brighter region near premoderator in use.