Design of a single moderator-type neutron spectrometer with enhanced energy resolution in energy range from a few to 100 keV

数100keV領域中性子に対するエネルギー分解能を改善した単一減速材中性子スペクトロメータ用減速材の設計

谷村 嘉彦   ; 三枝 純; 吉澤 道夫  ; 吉田 真

Tanimura, Yoshihiko; Saegusa, Jun; Yoshizawa, Michio; Yoshida, Makoto

最適な中性子スペクトロメータの減速材構造をMCNP-4Bを用いて設計した。当該スペクトロメータは、円筒状の減速材及び位置検出型熱中性子検出器で構成されており、減速材軸上の熱中性子束分布から入射中性子のエネルギー分布を得ることができる。入射側減速材の一部に低水素密度材を用い、熱中性子の拡散を抑制する熱中性子吸収材を設置することにより、数10から100keVの低エネルギー中性子に対するエネルギー分解能を改善した。設計したスペクトロメータは、数keVから20MeVまでの範囲で中性子エネルギー分布の測定に適用できる。

The moderator structure of a neutron spectrometer was optimized with a Monte Carlo code of MCNP-4B. The spectrometer consists of a cylindrical moderator and a position-sensitive thermal neutron detector. It can obtain an energy spectrum from thermal neutron distribution along the cylindrical axis of the moderator. The structure of the moderator was improved by putting a low hydrogen density material in the front of a high hydrogen density one and inserting a neutron absorber which eliminated thermal neutrons diffusing in the moderator. These improvements make energy resolution of the spectrometer better especially for the low energy neutrons from a few tens to 100 keV. The designed spectrometer can be applied to the measurement of energy spectrum over a neutron energy range from a few keV to 20 MeV.