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Determination of neutron fluence in 1.2 and 2.5 MeV mono-energetic neutron calibration fields at FRS/JAEA

JAEA・FRSの1.2及び2.5MeV単色中性子校正場の中性子フルエンスの決定

谷村 嘉彦  ; 堤 正博; 吉澤 道夫 

Tanimura, Yoshihiko; Tsutsumi, Masahiro; Yoshizawa, Michio

FRSでは4MVペレトロン加速器と$$^{3}$$H(p,n)$$^{3}$$He反応を利用して、1.2MeV及び2.5MeV単色中性子校正場を開発している。校正には、中性子フルエンスを精度良く決定する必要がある。そこで、ポリエチレンコンバータ付半導体検出器(CH$$_2$$-SSD)を開発した。従来のCH$$_2$$-SSDは、感度が低いため、フルエンスの精度の高い決定が難しかった。そこで、面積3,000mm$$^2$$の大型シリコン検出器を使用することにより、十分な感度を有するCH$$_2$$-SSDを開発した。感度はNRESP-ANTコード及びPHITSコードを用いて計算した。測定した結果、1m位置の最大フルエンスは1.2MeV及び2.5MeV校正場でそれぞれ1,000及び2,000cm$$^{-2}$$s$$^{-1}$$であることがわかった。

1.2 and 2.5 MeV Mono-energetic neutron calibration fields have been developed at Facility of Radiation Standards (FRS) by using a 4MV Pelletron accelerator and employing $$^3$$H(p,n)$$^3$$He reaction. For the calibration, neutron fluence should be precisely evaluated. A silicon semiconductor detector with a polyethylene converter (hereinafter CH$$_2$$-SSD) was developed to determine the neutron fluence. The detection efficiency of a common CH$$_2$$-SSD is not large enough to determine the neutron fluence. Then we developed a CH$$_2$$-SSD with high efficiency by using a large silicon semiconductor detector with 3,000 mm$$^2$$ sensitive area. This makes it possible to determine the neutron fluence with satisfactory accuracy. The detection efficiency of the CH$$_2$$-SSD was calculated with NRESP-ANT code and PHITS code. The maximum neutron fluence at 1 m from the target were evaluated to be about 1,000 and 2,000 cm$$^{-2}$$s$$^{-1}$$ in the 1.2 and 2.5 MeV neutron fields, especially.

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