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Angle-correlated spectrum measurement for two neutrons emitted from (n,2n) reaction with the coincidence detection technique using a pencil-beam DT neutron source

DT中性子ビームを利用した同時計数法による(n,2n)反応からの放出中性子の角度相関スペクトル測定

村田 勲*; 高木 智史*; 近藤 恵太郎; 四間 公章*; 宮丸 広幸*; 満田 幹之; 前川 藤夫 ; 落合 謙太郎; 西谷 健夫

Murata, Isao*; Takagi, Satoshi*; Kondo, Keitaro; Shiken, Kimiaki*; Miyamaru, Hiroyuki*; Mitsuda, Motoyuki; Maekawa, Fujio; Ochiai, Kentaro; Nishitani, Takeo

日本原子力研究開発機構の核融合中性子源施設(FNS)のDT中性子ビームを利用した、同時計数法に基づく(n,2n)反応からの放出中性子の角度相関エネルギースペクトルの測定手法を開発した。本手法による(n,2n)反応断面積測定の妥当性を検証するため、放射化法による(n,2n)反応断面積の測定例が多数存在する$$^{55}$$Mn(n,2n)反応について、三重微分断面積を測定した。この三重微分断面積を角度とエネルギーで積分することによって導出した(n,2n)反応断面積は、JENDL-3.3の評価値とよく一致し、このことから本手法の妥当性を確認した。Mnのような中重核や重核の(n,2n)反応では、通常は放出中性子間の角度相関が弱いので、数回の測定で(n,2n)反応断面積を得ることができる。本手法はまた、ベリリウムのような軽元素の複雑な核反応機構を解明するための角度相関中性子スペクトルの測定手段にも使える。

A technique was developed to measure the angle-correlated neutron energy spectrum with the coincidence detection technique using a pencil-beam DT neutron source at the Fusion Neutronics Source (FNS) of the Japan Atomic Energy Agency (JAEA). Triple differential cross-sections of the $$^{55}$$Mn(n,2n) reaction were measured first, from which the total $$^{55}$$Mn(n,2n) reaction cross-section was deduced and compared with JENDL-3.3. The agreement was sufficient to prove the validity of the technique. With the present measuring technique, a complete measurement of a medium-heavy or heavy element such as manganese would become possible through several measurements, because the angle dependence of the emitted neutrons from it is normally weak. The technique will be a useful tool for measuring the angle-correlated neutron spectrum of light elements such as beryllium for investigation of their complicated nuclear reaction mechanism.

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