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Neutron-induced reactions using a $$gamma$$-ray detector in a $$^{12}$$C($$alpha,gamma$$)$$^{16}$$O reaction study

$$^{12}$$C($$alpha,gamma$$)$$^{16}$$O反応測定における$$gamma$$線検出器内部での中性子による反応

牧井 宏之; 永井 泰樹*; 三島 賢二*; 瀬川 麻里子; 嶋 達志*; 井頭 政之*

Makii, Hiroyuki; Nagai, Yasuki*; Mishima, Kenji*; Segawa, Mariko; Shima, Tatsushi*; Igashira, Masayuki*

パルス化$$alpha$$ビームを$$^{12}$$C標的に照射し、発生した$$gamma$$線をNaI(Tl)検出器で測定した結果、$$^{127}$$I$$(n,n'{gamma})^{127}$$Iや$$^{127}$$I$$(n,{gamma})^{128}$$I反応に特徴的な連続スペクトルが観測された。過去に行われた連続$$alpha$$ビームとGe検出器を用いた$$^{12}$$C($$alpha$$,$$gamma$$)$$^{16}$$O反応断面積測定でも同様に、Ge同位体の$$(n,n'{gamma})$$反応に特徴的なピークや連続スペクトル、$$^{70}$$Ge$$(n,p)^{70}$$Ga反応による幅の広いピークが観測されており、$$^{12}$$C標的に含まれる$$^{9}$$Beや$$^{13}$$C等の不純物による$$({alpha},n)$$反応がこれらのバックグラウンドに寄与していることを確認した。これらの観測されたスペクトルとシミュレーションで得られたスペクトルを比較した結果、Ge同位体と中性子による反応が$$^{12}$$C($$alpha$$,$$gamma$$)$$^{16}$$O反応測定に重大な影響を与えることが判明した。この結果は、現在進行中の$$^{12}$$C($$alpha$$,$$gamma$$)$$^{16}$$O反応断面積測定データの解析や過去に行われた測定の再評価、将来の新たな測定計画に重要な指針を与えるものである。

Neutron-induced background events occurring within a $$gamma$$-ray detector in the $$^{12}$$C($$alpha$$,$$gamma$$)$$^{16}$$O reaction study are discussed by comparing a spectrum taken by a NaI(Tl) detector with a pulsed $$alpha$$-beam with that taken previously by a Ge detector using a continuous $$alpha$$-beam. Both spectra contain such background events induced by neutrons from the $$({alpha},n)$$ reaction on $$^{13}$$C and/or $$^{9}$$Be contained in enriched $$^{12}$$C targets. These observations together with a calculated $$gamma$$-ray spectrum of the neutron-induced reaction by Ge isotopes indicate the thus-produced background events, which would be hardly reduced by using shield materials, become significant background in the $$^{12}$$C($$alpha$$,$$gamma$$)$$^{16}$$O reaction study at low $$alpha$$-beam energy.

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分野:Physics, Nuclear

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