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Shielding experiments at high energy accelerators of Fermilab, 3; Neutron spectrum measurements in intense pulsed neutron fields of the 120-GeV proton facility using a current Bonner sphere technique

フェルミ国立加速器研究所の高エネルギー加速器を用いた遮蔽実験,3; 大強度パルス中性子場における電流読込型ボナー球測定法を用いた中性子スペクトルの測定

萩原 雅之*; 佐波 俊哉*; 岩元 洋介; 荒川 弘之*; 執行 信寛*; Mokhov, N.*; Leveling, A.*; Boehnlein, D.*; Vaziri, K.*; 中村 尚司*; 大石 晃嗣*; 平山 英夫*; 中島 宏; 坂本 幸夫; Members of JASMIN corroboration*

Hagiwara, Masayuki*; Sanami, Toshiya*; Iwamoto, Yosuke; Arakawa, Hiroyuki*; Shigyo, Nobuhiro*; Mokhov, N.*; Leveling, A.*; Boehnlein, D.*; Vaziri, K.*; Nakamura, Takashi*; Oishi, Koji*; Hirayama, Hideo*; Nakashima, Hiroshi; Sakamoto, Yukio; Members of JASMIN corroboration*

反陽子ターゲットステーションでは、約75kW、1.6$$mu$$s(2.2秒間隔)のパルス状の陽子がターゲットに撃ち込まれ、大強度の瞬間的な中性子場(バースト中性子)が形成される。バースト中性子が持続される$$mu$$sに満たない短い時間で、従来のボナー測定法を用いることは、信号の数え落とし問題からも非常に難しい。本研究では、バースト中性子場における中性子スペクトルを測定するため、電流読取型ボナー測定法の開発を行った。ターゲットの直上、ダンプの直上にあたる遮蔽体の外側で中性子スペクトルの測定を行ったところ、体系の相違に大きく依存する熱中性子フラックスの違いを除き、MARSによる計算結果と精度よく一致した。

In pbar target station, the pulsed proton beam with the power of around 75 kW and the time structure of 1.6 $$mu$$s pulse width and 2.2 s cycle time bombards the pbar production target and produces high instantaneous intensity neutron (burst neutron) fields. The duration of the burst neutrons, which is less than $$mu$$s, is very severe condition to measure neutron spectra with a conventional Bonner sphere technique with pulse readout electronics because of signal pile-up problem. In this study, we have developed a current readout Bonner sphere technique to measure neutron spectra in a burst neutron field. We have measured the neutron spectra on the pbar target and graphite dump. The neutron spectra obtained with the present technique show generally good agreements with the calculation results using MARS code except difference of the thermal neutron flux due to the geometrical problem.

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