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Investigation of properties of the TIARA neutron beam facility of importance for calibration applications

校正利用のために重要なTIARAの中性子ビーム施設の特性の調査

志風 義明 ; 谷村 嘉彦   ; 三枝 純; 堤 正博; 山口 恭弘; 内田 芳昭*

Shikaze, Yoshiaki; Tanimura, Yoshihiko; Saegusa, Jun; Tsutsumi, Masahiro; Yamaguchi, Yasuhiro; Uchida, Yoshiaki*

20MeV以上の中性子エネルギーに関して、校正場や校正技術の国際的な標準が確立されていない。そこで、日本原子力研究開発機構・高崎量子応用研究所TIARAの40$$sim$$90MeV領域の高エネルギー準単色中性子照射場を利用して、校正場の開発を進めている。ここでは、45, 50, 70MeV陽子がリチウムターゲットと反応して生成された中性子の場の特性を評価した。まず、イメージングプレートを用いて中性子ビームプロファイルをターゲットからの異なる距離において調査した。測定結果から、ターゲットからの距離とコリメータの内径に幾何学的に依存した中性子ビームの空間分布を把握した。また、ビーム強度がターゲットからの距離の逆2乗に比例することも確認した。次に、有機液体シンチレータ検出器を用いて飛行時間法(TOF法)によりエネルギースペクトルを測定した。さらに、照射野外の位置において散乱線の波高スペクトル測定を行い、FORISTコードによるアンフォールディング法からエネルギースペクトルを評価した。これらの異なる方法により得られたエネルギースペクトルからピーク部のフルエンスを評価した。

For neutron energy more than 20 MeV, the international standard of the calibration fields and techniques has not been established. Therefore, by using the quasi-monoenergetic neutron irradiation field of 40-90 MeV at TIARA of JAEA Takasaki, we are developing the calibration field. Here we evaluated the properties of the neutron field, where neutrons were produced in the nuclear reaction of the Li target with 45, 50 and 70 MeV protons. We investigated the neutron beam profile at different distance from the target by using the imaging plates with a polyethylene converter to measure the recoil protons produced in the converter. From the results, properties of the neutron beam profile were found as follows: (1) Irradiation field area was fixed geometrically by the distance from the target and the diameter of the collimator exit; (2) The beam intensity within the irradiation field was in inverse proportion to the square of the distance from the target. Also, we measured the peak energy and energy spectrum of neutron through TOF method by using organic liquid scintillation detector. Then we evaluated the energy spectra of the scattered neutrons at various positions outside the irradiation field through unfolding method. The FORIST unfolding code and the response of SCINFUL-QMD code were used here. From the neutron energy spectra obtained in the different method mentioned above, peak fluence for on-beam position was evaluated comparing with the results in previous evaluation of the neutron field at TIARA.

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分野:Environmental Sciences

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