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Experimental analysis of neutron and background $$gamma$$-ray energy spectra of 80-400 MeV $$^{7}$$Li(p,n) reactions under the quasi-monoenergetic neutron field at RCNP, Osaka University

大阪大学核物理研究センターRCNPの準単色中性子場における80から400MeVの陽子-$$^{7}$$Li反応の中性子及びバックグラウンド$$gamma$$線のエネルギースペクトルの実験解析

岩元 洋介; 佐藤 達彦; 佐藤 大樹; 萩原 雅之*; 八島 浩*; 増田 明彦*; 松本 哲郎*; 岩瀬 広*; 嶋 達志*; 中村 尚司*

Iwamoto, Yosuke; Sato, Tatsuhiko; Satoh, Daiki; Hagiwara, Masayuki*; Yashima, Hiroshi*; Masuda, Akihiko*; Matsumoto, Tetsuro*; Iwase, Hiroshi*; Shima, Tatsushi*; Nakamura, Takashi*

100-400MeVの準単色中性子照射場の開発のため、大阪大学核物理研究センター(RCNP)の100mトンネルにおいて、$$^{7}$$Li(p,n)反応から生成する中性子及び中性子場に混在する目的外放射線の$$gamma$$線のエネルギースペクトルを測定した。飛行時間法を用いて3MeV以上の中性子エネルギースペクトルを測定し、放射線線量モニターDARWINの自動アンフォールディング機能を用いて0.1MeV以上の$$gamma$$線エネルギースペクトルを測定した。中性子スペクトルについて、3MeV以上の中性子収量に対するピーク成分である単色中性子収量の比は0.38-0.48であった。また、入射陽子エネルギー200MeV以上において、$$pi$$$$^{0}$$崩壊に伴う70MeV程度の高エネルギー$$gamma$$線を実測した。246MeV$$^{7}$$Li(p,n)反応について、70MeV近傍における中性子収量と$$gamma$$線収量は同程度であった。一方、全エネルギー領域の中性子線量に対する$$gamma$$線線量の比は0.014と、$$gamma$$線の全体の線量に対する寄与は小さいことがわかった。

To develop 100-400 MeV quasi-monoenergetic neutron field, we measured neutron and unexpected $$gamma$$-ray energy spectra of the $$^{7}$$Li(p,n) reaction with 80-389 MeV protons in the 100-m time-of-flight (TOF) tunnel at the Research Center for Nuclear Physics (RCNP). Neutron energy spectra with energies above 3 MeV were measured by the TOF method and $$gamma$$ energy spectra with energies above 0.1 MeV were measured by the automatic unfolding function of the radiation dose monitor DARWIN. For neutron spectra, the contribution of peak intensity to the total intensity integrated with energies above 3 MeV varied between 0.38 and 0.48. For $$gamma$$-ray spectra, high-energetic $$gamma$$-rays at around 70 MeV originated from the decay of $$pi$$$$^{0}$$ were observed over 200 MeV. For the 246-MeV proton incident reaction, the contribution of $$gamma$$-ray dose to neutron dose is negligible because the ratio of $$gamma$$-ray to neutron is 0.014.

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