Measurement of the angle-correlated neutron spectrum for the Be(n,2n) reaction with a pencil-beam DT neutron source

ビーム状DT中性子源を用いたBe(n,2n)反応からの角度相関中性子スペクトル測定

村田 勲*; 高木 智史*; 四間 公章*; 近藤 恵太郎; 宮丸 広幸*; 落合 謙太郎; 西谷 健夫; 今野 力  

Murata, Isao*; Takagi, Satoshi*; Shiken, Kimiaki*; Kondo, Keitaro; Miyamaru, Hiroyuki*; Ochiai, Kentaro; Nishitani, Takeo; Konno, Chikara

(n,2n)反応は核融合炉設計において非常に重要な反応である。本研究では、核融合炉で最も重要な元素の1つであるベリリウムについて、(n,2n)反応により放出される2個の中性子を直接同時計数法によって測定し、角度相関スペクトルから(n,2n)反応断面積を導出した。実験では原子力機構FNS施設のビーム状DT中性子源を利用した。2台のNE213検出器を用い、放出される2個の中性子を高効率で測定するため、測定試料の非常に近くに検出器を配置した。得られた波高スペクトルはFORISTコードでアンフォールディングを行ってエネルギースペクトルに変換した。検出器の応答関数はSCINFULコードによって評価した。導出された(n,2n)反応の角度分布は、測定エネルギー範囲である800keV以上の比較では、JENDL-3.3がENDF/B-VIより良い一致を示した。800keV以上の(n,2n)反応断面積は双方のライブラリとも10%以内で実験値とよく一致した。

The (n,2n) reaction plays a very important role in the design of fusion reactor. In the present study, using a pencil-beam DT neutron source, angle-correlated two neutrons emitted through (n,2n) reaction have directly been measured to determine (n,2n) reaction cross section with the coincidence detection technique for beryllium which is the most important element in the fusion reactor. In the experiment, two NE213 detectors were arranged very close to the sample to efficiently measure the two neutrons. The measured spectra were unfolded by FORIST with the detector response matrix evaluated by SCINFUL. As a relust, comparing with the evaluations of ENDF/B-VI and JENDL-3.3 for energies above 800 keV of the lower measurable limit energy, the shape of derived angula-differential cross-section fits JENDL-3.3 better than ENDF/B-VI. However, agreement of the cross section of (n,2n) above 800 keV was acceptable within 10 percents for both libraries.