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Measurements of the change of neutronic performance of a hydrogen moderator at Manuel Lujan Neutron Scattering Center due to conversion from ortho- to para-hydrogen state

マニュエル・ルハン中性子散乱施設における、オルソ・パラ変換に伴う液体水素モデレータの中性子特性変化の測定

大井 元貴; 猪野 隆*; Muhrer, G.*; Pitcher, E. J.*; Russell, G. J.*; Ferguson, P. D.*; Iverson, E. B.*; Freeman, D.*; 鬼柳 善明*

Oi, Motoki; Ino, Takashi*; Muhrer, G.*; Pitcher, E. J.*; Russell, G. J.*; Ferguson, P. D.*; Iverson, E. B.*; Freeman, D.*; Kiyanagi, Yoshiaki*

液体水素モデレータの中性子特性において、水素のオルソパラ比は重要なパラメータである。液体水素モデレータのオルソ・パラ比の影響に関する知見を得るために、アメリカ・ロスアラモス研究所のLujan中性子散乱施設において、水素の液化直後からの結合型液体水素モデレータの中性子特性の測定を行った。液体水素モデレータから放出される中性子エネルギースペクトル、及び放出時間分布を測定した。結果として、オルソ・パラ比のコントロールを行わない場合、液体水素モデレータの中性子特性は、液化直後から変化が始まっており、中性子散乱実験を行ううえでこの影響を十分に考慮する必要があることがわかった。

The ortho/para hydrogen ratio is a key parameter for the neutronic performance of a liquid hydrogen moderator. In order to get a better understanding of the influence that the ortho/para-hydrogen ratio has on the performance of such a moderator, we measured the neutronic performance of the partially coupled liquid-hydrogen moderator at the LANSCE Manuel Lujan Jr. Neutron Scattering Center, Los Alamos, USA, as a function of time after condensation. This was done by measuring the energy spectra and pulse shapes (neutron emission time distributions) of this moderator. It was found that the neutronic characteristic of the moderator changes with the elapsed time after condensation, and that the changes were so significant that for any scattering experiment made on such a moderator, the effect should be carefully evaluated.

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