Shielding experiments under JASMIN collaboration at Fermilab, 3; Measurement of high-energy neutrons penetrating a thick iron shield from the antiproton production target by Au activation method

フェルミ国立加速器研究所における遮蔽実験,3; 反陽子生成ターゲットから厚い鉄遮へい体を透過してくる高エネルギー中性子の金放射化法を用いた測定

松村 宏*; 木下 哲一*; 岩瀬 広*; 豊田 晃弘*; 春日井 好己  ; 松田 規宏  ; 坂本 幸夫; 中島 宏; 八島 浩*; Mokhov, N.*; Leveling, A.*; Boehnlein, D.*; Vaziri, K.*; Lautenschlager, G.*; Schmitt, W.*; 大石 晃嗣*

Matsumura, Hiroshi*; Kinoshita, Norikazu*; Iwase, Hiroshi*; Toyoda, Akihiro*; Kasugai, Yoshimi; Matsuda, Norihiro; Sakamoto, Yukio; Nakashima, Hiroshi; Yashima, Hiroshi*; Mokhov, N.*; Leveling, A.*; Boehnlein, D.*; Vaziri, K.*; Lautenschlager, G.*; Schmitt, W.*; Oishi, Koji*

フェルミ国立加速器研究所の反陽子ターゲットステーションは、120GeVに加速された陽子によって生成された二次粒子を厚い鉄及びコンクリートの遮蔽体で遮蔽している。約2m厚の鉄遮蔽体を透過してくる100MeVを超える高エネルギーの中性子強度を測定するため、金の放射化法及び低バックグランド線測定システムの組合せによって実施した。中性子強度の指標として、8核種の核破砕生成物の生成量を求めた。測定結果と100MeV以上の計算結果との比較により、本手法が100MeVを超える高エネルギー中性子の測定に有用であることがわかった。

In an antiproton production (Pbar) target station of the Fermi National Accelerator Laboratory (FNAL), the secondary particles produced by bombarding a target with 120-GeV protons are shielded by a thick iron shield. In order to obtain experimental data on high-energy proton accelerator facilities, we indirectly measured 100-MeV neutrons at the outside of the iron shield. The measurement was performed by using the Au activation method coupled with a low-background -ray counting system. As an indicator for the neutron flux, we determined the production rates of 8 spallation nuclides (Au, Pt, Ir, Os, Hf, Lu, Lu, and Yb) in the Au activation detector. The measured production rates were compared with the theoretical production rates calculated using PHITS. We proved that the Au activation method can serve as a powerful tool for indirect measurements of 100-MeV neutrons that play a vital role in neutron transport.