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Charged-particle spectrometry using a pencil-beam DT neutron source for double-differential cross-section measurement

ペンシルビーム状DT中性子源を用いた二重微分断面積測定のための荷電粒子計測

近藤 恵太郎; 村田 勲*; 落合 謙太郎; 宮丸 広幸*; 久保田 直義; 高木 智史*; 志度 彰一*; 高橋 亮人*; 西谷 健夫

Kondo, Keitaro; Murata, Isao*; Ochiai, Kentaro; Miyamaru, Hiroyuki*; Kubota, Naoyoshi; Takagi, Satoshi*; Shido, Shoichi*; Takahashi, Akito*; Nishitani, Takeo

重水素-三重水素核融合反応(DT反応)による中性子誘起荷電粒子放出二重微分断面積(DDXc)は、核融合炉における核発熱や照射損傷を評価するために必要である。特に軽元素のDDXc精密測定のため、ペンシルビーム状中性源とシリコン表面障壁型検出器によるカウンターテレスコープを利用した新しい測定手法を提案した。この手法により、これまでに報告されている測定手法に比べ高いS/N比,良好なエネルギー・角度分解能,幅広い測定エネルギー,良好な粒子弁別能が実現された。測定手法の妥当性評価のため、$$^{27}$$Al(${it n,x$alpha$}$)反応からの$$alpha$$粒子測定と$$^{1}$$H(${it n,n}$)反応による弾性反跳陽子の測定を行った。この結果に基づき、本測定手法の妥当性と優位性を結論した。

Deuteron-tritium (DT) neutron induced charged-particle emission double-differential cross section (DDXc) is quite important to estimate nuclear heating, material damages for a fusion reactor. In order to realize the accurate measurement of the DDXc data especially for light nuclei, we propose a unique spectrometer system and a data processing method in this paper. The spectrometer overcomes the fundamental difficulty of the DDXc measurement with a pencil-beam neutron source and a counter telescope consisting of silicon surface barrier detectors. A superior S/N ratio, fine energy and angular resolutions, a wide detection energy range, and a excellent particle discrimination are realized. In order to confirm the validity of the spectrometer, measurements of the emitted $$alpha$$-particle from $$^{27}$$Al(${it n,x$alpha$}$) reaction and the recoiled proton from $$^{1}$$H(${it n,n}$) reaction are carried out. Based on the results, we conclude the validity and the superiority of the present spectrometry technique.

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