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Verification of KERMA factor for beryllium at neutron energy of 14.2 MeV based on charged-particle measurement

荷電粒子計測による中性子エネルギー14.2MeVにおけるベリリウムのKERMAファクターの評価

近藤 恵太郎; 落合 謙太郎; 村田 勲*; 今野 力

Kondo, Keitaro; Ochiai, Kentaro; Murata, Isao*; Konno, Chikara

過去に行われたDT中性子入射によるベリリウムの核発熱の直接測定実験で、JENDL-3.2を用いた計算値が測定値を25%も過小評価することが指摘されていたが、この大きな不一致の原因は明らかにされていなかった。この原因を明らかにするために、本研究では核発熱を計算する基本データであるKERMAファクターを調べた。中性子エネルギー14.2MeVでの値を比較した結果、部分KERMAファクターが最も大きい$$^{9}$$Be(n,2n+2$$alpha$$)反応で、JENDL-3.3から導出した部分KERMAファクターがENDF/B-VII.0, JEFF-3.1から導出したものと比べ大きく異なることがわかった。さらに、$$^{9}$$Be(n,2n+2$$alpha$$)反応チャンネルについて、われわれの$$alpha$$粒子放出二重微分断面積の測定データから構築した実験モデルを用いて部分KERMAファクターを計算し、これらのライブラリから導出した部分KERMAファクターと比較した。その結果、JENDL-3.3から導出した部分KERMAファクターは、われわれの実験モデルによるものを20%程度過小評価することが明らかになった。過去の核発熱測定実験におけるJENDL-3.2を用いた計算値の過小評価は、この$$^{9}$$Be(n,2n+2$$alpha$$)反応チャンネルの部分KERMAファクターの過小評価に由来するもので、$$alpha$$粒子放出二重微分断面積の高エネルギー成分が前方の放出角で過小評価されているためであると結論した。

In previous direct measurements of nuclear heating for beryllium induced with DT-neutrons, it was pointed out that the calculation with JENDL-3.2 underestimated the measured one by 25 %. However, reasons of this large discrepancy have not been understood clearly. In order to reveal the reason of this discrepancy, we examined KERMA factors for beryllium deduced with three latest nuclear data libraries: JENDL-3.3, ENDF/B-VII.0 and JEFF-3.1. As a result, the partial KERMA factors for $$^{9}$$Be(n,2n+2$$alpha$$) reaction channel at incident neutron energy of 14.2 MeV deduced from JENDL-3.3 was significantly smaller than that deduced from the other libraries. These partial KERMA factors were compared with a new partial KERMA factor calculated based on our experimental model from our recent measurement of the $$alpha$$-particle emission double-differential cross-section for beryllium. The partial KERMA factor from JENDL-3.3 was smaller by 20 % than our experiment-based one. The reason of the discrepancy in the previous nuclear heating measurement comes from smaller partial KERMA factor for beryllium in JENDL-3.3, which is caused by significant underestimation of higher energy part of $$alpha$$-particle emission DDX at forward emission angles.

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分野:Nuclear Science & Technology

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