Study on response function of organic liquid scintillator for high-energy neutrons

高エネルギー中性子に対する有機液体シンチレータの応答関数に関する研究

佐藤 大樹   ; 佐藤 達彦   ; 遠藤 章   ; 山口 恭弘; 高田 真志*; 石橋 健二*

Satoh, Daiki; Sato, Tatsuhiko; Endo, Akira; Yamaguchi, Yasuhiro; Takada, Masashi*; Ishibashi, Kenji*

高エネルギー中性子に対する有機液体シンチレータの応答関数を評価するために、SCINFUL-QMDコードを開発した。SCINFUL-QMDによる計算結果の妥当性を調べるため、放射線医学総合研究所のHIMACにおいて、有機液体シンチレータの応答関数を測定した。800MeV/uのSiイオン及び400MeV/uのCイオンを、厚い炭素ターゲットに入射させ、核破砕反応により放出された中性子に対して、飛行時間法によりその運動エネルギーを測定し、入射中性子エネルギーごとの応答関数を導出した。実験値とSCINFUL-QMDによる計算値を比較した結果、SCINFUL-QMDは、既存の応答関数計算コードよりも適切に実験値を再現できることがわかった。

Response function of liquid organic scintillators is essential to derive the accurate neutron spectrum. Experimental data above 100 MeV, however, are very scarce. The existing Monte Carlo codes, SCINFUL and CECIL, are often used for estimation of the response function instead of the experimental data. These codes are known to reproduce well the response function for incidences below 100 MeV. Unfortunately, the codes are not applicable to the calculation in the higher energy region. In order to determine the response functions above 100 MeV, a new Monte Carlo code, designated as SCINFUL-QMD, has been developed. In the comparison with the experimental data up to 800 MeV, the validation of SCINFUL-QMD was confirmed. The results of SCINFUL-QMD agreed with the experimental data better than those of other calculation codes.