Inner observation of canning Cadmium by energy-selective neutron imaging at NOBORU

NOBORUにおけるエネルギー選択式中性子イメージングによるカドミウム内封容器の内部観察

原田 正英   ; Parker, J. D.*; 及川 健一   ; 甲斐 哲也   ; 篠原 武尚   

Harada, Masahide; Parker, J. D.*; Oikawa, Kenichi; Kai, Tetsuya; Shinohara, Takenao

これまでの研究から、カドミウム(Cd)は、核破砕中性子源のポイズン材として適しているだけでなく、大強度中性子源において、少ない中性子強度減で、寿命を長くできる材質であることがわかった。したがって、JSNS/J-PARCの最初のモデレータのポイズン材として、Cdを使うことに決めた。JSNSの開発時期には、冷間等方圧加圧法(CIP)による、アルミニウム合金によるCd板の封入化が失敗し、アルミニウム合金が破損した。製造プロセスを見直すため、サンプルの内部を観察しなければならず、エネルギー選択中性子イメージング方法を適用することとした。JSNSのNOBORU(BL10)で、マイクロ・ピクセルガス二次元中性子検出器(PIC)により、アルミニウム合金に内封されたCd板を測定した。その結果、いくつかのボイドが見つかった。

We found that Cadmium (Cd) was not only a suitable thermal neutron absorber as a poison material in a pulsed spallation neutron source, but also had a long life time with a small sacrifice in neutron intensities at an intense source. Therefore, we decided to use Cd as the poison material in the first moderator in JSNS/J-PARC. In the development stage of JSNS, canning of a Cd plate by an Al-alloy with the Cold Isostatic Pressing method failed and the Al-alloy cover of the Cd plate was broken. In order to correct the manufacturing process, we have to observe the inside of the sample to find the reason for failure. To investigation the inside of the canning Cd plate non-destructively, we applied the energy selective neutron imaging method. We measured the transmission of the canning Cd plate used by the micro-pixel chamber (PIC) neutron detector at NOBORU (BL10) in JSNS. As a result, several vacancies could be found and the distribution of the amount of Cd could be also obtained.