Measurement of double differential (d,xn) cross sections for carbon at an incident energy of 100 MeV

エネルギー100MeVの重陽子入射における炭素の中性子生成二重微分断面積の測定

荒木 祥平*; 渡辺 幸信*; 北島 瑞希*; 定松 大樹*; 中野 敬太*; 金 政浩*; 岩元 洋介   ; 佐藤 大樹   ; 萩原 雅之*; 八島 浩*; 嶋 達志*

Araki, Shohei*; Watanabe, Yukinobu*; Kitajima, Mizuki*; Sadamatsu, Hiroki*; Nakano, Keita*; Kin, Tadahiro*; Iwamoto, Yosuke; Satoh, Daiki; Hagiwara, Masayuki*; Yashima, Hiroshi*; Shima, Tatsushi*

重陽子入射核反応によるリチウム,ベリリウム,炭素等からの中性子生成データが、国際核融合材料照射施設(IFMIF)、ホウ素中性子補足療法のための施設等のターゲット設計において求められているが、広い入射エネルギー範囲において実験データがほとんどない。そこで、本研究では、大阪大学核物理研究センター(RCNP)の中性子飛行時間(TOF)コースにおいて、100MeV以上の重陽子入射によるリチウム, ベリリウム, 炭素の中性子生成二重微分断面積(DDX)を系統的に測定することを目的とした実験を進め、今回はターゲットとして炭素を用いた。中性子検出器には、直径及び厚さが5.08cm, 12.7cm及び25.4cmの液体有機シンチレータNE213を用い、それぞれ、ターゲットから7m, 24m及び74mのところに設置した。測定角度は0から25の間の6角度とし、中性子検出効率はSCINFUL-QMDコードを用いた計算から導出した。炭素に対する実験結果とPHITSコードによる計算値との比較から、重陽子入射核反応に対するモデルの不備のため、PHITSは実験値をよく再現しないことがわかった。

Neutron production data from materials such as Li, Be and C bombarded by deuteron are required for design such as the facility of radiation damage for fusion materials and boron neutron capture therapy. However, there is little measurement of double differential neutron production cross sections (DDXs). Therefore, we have planned a series of DDXs measurements at incident energies more than 100 MeV in the Research Center for Nuclear Physics, Osaka University. The experiment was carried out with a carbon target at the neutron Time of Flight (TOF) course in RCNP. Emitted neutrons were detected by three different-size NE213 liquid organic scintillators (5.08 cm, 12.7 cm and 25.4 cm in dimeter and thickness) located at a distance of 7 m, 24 m and 74 m respectively. The neutron detection efficiencies of the detectors were calculated by SCINFUL-QMD code. It turned out that the calculation data fr carbon does not reproduce the experimental data satisfactorily well.