Bonner spheres calibration in quasi-mono-energetic high-energy neutron sources

準単色高エネルギー中性子源を用いたボナー球の校正

Mares, V.*; Pioch, C.*; 岩元 洋介   ; 萩原 雅之*; 畑中 吉治*; 岩瀬 広*; 増田 明彦*; 松本 哲郎*; Rhm, W.*; 嶋 達志*; 民井 淳*; 八島 浩*; 中村 尚司*

Mares, V.*; Pioch, C.*; Iwamoto, Yosuke; Hagiwara, Masayuki*; Hatanaka, Kichiji*; Iwase, Hiroshi*; Masuda, Akihiko*; Matsumoto, Tetsuro*; Rhm, W.*; Shima, Tatsushi*; Tamii, Atsushi*; Yashima, Hiroshi*; Nakamura, Takashi*

異なる大きさのHe比例計数管付属ボナー球(BS)の校正測定を大阪大学核物理研究センターの準単色中性子場で行った。Li(p,n)Be反応により生成する134及び197MeVのピークエネルギーを持つ中性子を利用した。場の2MeV以上の中性子スペクトルは、液体シンチレーション検出器(NE213)を用いた飛行時間法(TOF)により実測した。BSの実測に基づく中性子スペクトルは、中性子アンフォールディングコードMSANDBを用いて、ピークエネルギーから熱エネルギーの範囲において求めた。モンテカルロコードGEANT4とMCNP/LAHETを用いて、さまざまな大きさのBSに対する応答関数を計算した。BSの校正において、アンフォールディングされたフルエンス率と計算による応答関数を用いて、10MeV未満の中性子の寄与を補正した。測定による中性子の計数率を、TOFによるスペクトルと計算による応答関数を用いて導出された計数率と比較したところ、実験誤差の範囲内でよく一致することがわかった。

Calibration measurements for a Bonner sphere spectrometer (BSS) with He proportional counter were performed in quasi-mono-energetic neutron fields at the Research Center for Nuclear Physics (RCNP) at the University of Osaka, Japan. Neutrons with nominal peak energies of 134 MeV and 197 MeV were generated in lithium target. The neutron spectra were determined by BSS measurements in the range from peak energy down to thermal energies using the MSANDB unfolding code. Three different sets of response functions calculated by Monte Carlo codes GEANT4 and MCNP/LAHET were used. For calibration of the BSS, the remaining count rates resulting from neutrons E 10 MeV were compared to calculated count rates using the independently measured TOF spectra and the response functions of the Bonner spheres. Within the uncertainties involved in the experiment a remarkable overall agreement of the measurements and response calculations was observed.