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Characterization of the PTW 34031 ionization chamber (PMI) at RCNP with high energy neutrons ranging from 100 - 392 MeV

大阪大学核物理研究センターRCNPの100から392MeVの高エネルギー中性子を用いたPTW34031電離箱(PMI)の特性評価

Theis, C.*; Carbonez, P.*; Feldbaumer, E.*; Forkel-Wirth, D.*; Jaegerhofer, L.*; Pangallo, M.*; Perrin, D.*; Urscheler, C.*; Roesler, S.*; Vincke, H.*; Widorski, M.*; 岩元 洋介; 萩原 雅之*; 佐藤 大樹; 岩瀬 広*; 八島 浩*; 松本 哲郎*; 増田 明彦*; 西山 潤*; 原野 英樹*; 糸賀 俊朗*; 中村 尚司*; 佐藤 達彦; 中根 佳弘; 中島 宏; 坂本 幸夫*; 谷口 真吾*; 中尾 徳晶*; 民井 淳*; 嶋 達志*; 畑中 吉治*

Theis, C.*; Carbonez, P.*; Feldbaumer, E.*; Forkel-Wirth, D.*; Jaegerhofer, L.*; Pangallo, M.*; Perrin, D.*; Urscheler, C.*; Roesler, S.*; Vincke, H.*; Widorski, M.*; Iwamoto, Yosuke; Hagiwara, Masayuki*; Satoh, Daiki; Iwase, Hiroshi*; Yashima, Hiroshi*; Matsumoto, Tetsuro*; Masuda, Akihiko*; Nishiyama, Jun*; Harano, Hideki*; Itoga, Toshiro*; Nakamura, Takashi*; Sato, Tatsuhiko; Nakane, Yoshihiro; Nakashima, Hiroshi; Sakamoto, Yukio*; Taniguchi, Shingo*; Nakao, Noriaki*; Tamii, Atsushi*; Shima, Tatsushi*; Hatanaka, Kichiji*

欧州原子核研究機構(CERN)の放射線モニタとして、中性子、陽子、$$gamma$$線等の様々な放射線に対して有感な空気入り電離箱PTW-34031(PMI)が使用されている。PMIの各放射線に対する応答関数の計算では、CERNが開発を支援している放射線輸送計算コードFLUKAが用いられている。本研究では、このうち高エネルギー中性子に対するPMIの応答関数の精度検証のため、大阪大学核物理研究センター(RCNP)の$$^{7}$$Li(p,n)反応を利用した準単色中性子照射場において、100-392MeVの準単色中性子に対するPMIの応答関数を測定した。その結果、200MeV以下の準単色中性子照射において、中性子エネルギースペクトルの測定値を線源としたFLUKAによる応答関数の計算値と実験値はよく一致しすることがわかった。一方、250及び392MeVの場合、中性子場に$$^{7}$$Li(p,n)反応から生成する$$pi$$$$^{0}$$の崩壊に伴う$$gamma$$線が混在するため、中性子のみを線源とした計算値は実験値を過小評価することがわかった。

At CERN, gas-filled ionization chambers PTW-34031 (PMI) are commonly used in radiation fields including neutrons, protons and $$gamma$$-rays. A response function for each particle is calculated by the radiation transport code FLUKA. To validate a response function to high energy neutrons, benchmark experiments with quasi mono-energetic neutrons have been carried out at RCNP, Osaka University. For neutron irradiation with energies below 200 MeV, very good agreement was found comparing the FLUKA simulations and the measurements. In addition it was found that at proton energies of 250 and 392 MeV, results calculated with neutron sources underestimate the experimental data due to a non-negligible gamma component originating from the target $$^{7}$$Li(p,n)Be reaction.

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