NRDの開発,3; 小型14MeVパルス中性子源に用いる新型モデレータの研究

Development of NRD, 3; Study of a new moderator for compact 14-MeV pulsed neutron sources

高峰 潤 ; 小泉 光生 ; 呉田 昌俊   ; 原田 秀郎   ; 北谷 文人  ; 土屋 晴文 ; 瀬谷 道夫; 飯村 秀紀  

Takamine, Jun; Koizumi, Mitsuo; Kureta, Masatoshi; Harada, Hideo; Kitatani, Fumito; Tsuchiya, Harufumi; Seya, Michio; Iimura, Hideki

中性子共鳴濃度分析法(NRD)のD-T中性子発生管を用いたプロトタイプ装置がNRD実機の基礎試験を行う目的で計画された。D-T中性子発生管は、電子線加速器駆動型の光中性子源に比べ、取り扱いが簡便でコンパクトであるが、エネルギーが高く、強度が弱い。そこで、これらの弱点を補うために新型モデレータを考案した。本モデレータは、D-T中性子発生管が鉛で囲われ、そのビーム方向表面にポリエチレンが配置された構造となっている。モンテカルロコードMCNP5を用いた解析の結果、少なくとも100eV以下のエネルギー領域において、本モデレータから放出される中性子のピーク強度は、ポリエチレンモデレータと比べ、エネルギー分解能を劣化させることなく、4倍以上となることがわかった。更に、本モデレータの鉛を、タングステン,ウランの金属に置き換え、同様の解析を行った。これらの結果について報告する。

A prototype device of neutron resonance densitometry (NRD) with a D-T neutron generator was planned for basic studies of actual NRD devices. D-T neutron generators had features of simple handling and compact compared with photo neutron sources driven by electron beam accelerators. But those of D-T neutron are higher energy and lower intensity than those of photo neutron. We designed a new type moderator to compensate for the shortcomings. In the new type moderator, the D-T neutron generator is surrounded by Lead, and Polyethylene is arranged in the beam direction on the surface of Lead. As the result of analysis using Monte Carlo code MCNP5, it was found that the new moderator achieved about four times larger production of low energy neutrons than polyethylene moderator without distorting the energy resolution below at least 100 eV. The lead part in the new moderator are changed to other heavy metals, which is Uranium, and Tungsten. Analysis like the above were performed. We report these results.