Applicability of the two-angle differential method to response measurement of neutron-sensitive devices at the RCNP high-energy neutron facility

RCNP高エネルギー中性子施設における中性子検出器の応答測定に対する二角度差分法の適用性

増田 明彦*; 松本 哲郎*; 岩元 洋介   ; 萩原 雅之*; 佐藤 大樹   ; 佐藤 達彦   ; 岩瀬 広*; 八島 浩*; 中根 佳弘  ; 西山 潤*; 嶋 達志*; 民井 淳*; 畑中 吉治*; 原野 英樹*; 中村 尚司*

Masuda, Akihiko*; Matsumoto, Tetsuro*; Iwamoto, Yosuke; Hagiwara, Masayuki*; Satoh, Daiki; Sato, Tatsuhiko; Iwase, Hiroshi*; Yashima, Hiroshi*; Nakane, Yoshihiro; Nishiyama, Jun*; Shima, Tatsushi*; Tamii, Atsushi*; Hatanaka, Kichiji*; Harano, Hideki*; Nakamura, Takashi*

大阪大学核物理研究センターRCNPの陽子-リチウム核反応を用いた高エネルギー準単色中性子場は、放射線測定器の特性試験や校正などに利用されている。この中性子場のエネルギースペクトルは、0度方向に放出される中性子によるピーク部とそれ以外の角度に放出される連続部からなる。このうち、各試験で対象とするエネルギーはピーク部であるが、われわれは、これまでに0度と他角度方向に設置した検出器応答から、連続部の寄与を差し引く二角度差分法を開発してきた。本研究では、高密度ポリエチレン(HDPE)減速材付属のボナー球検出器に対する本手法の適用性を、96-387MeVの準単色中性子を用いて調査した。その結果、様々な大きさのHDPEに対して本手法は適応可能であることを検証できた。一方で、小型のHDPEは、中性子場のコリメータ,壁等による低エネルギー散乱中性子に感度を有するため、二角度差分法の他に、検出器の設置角度毎に低エネルギー散乱中性子に対する検出器応答の補正が必要である等、本中性子場を利用するユーザーに対する有益な指針を示すことができた。

Quasi-monoenergetic high-energy neutron fields induced by Li(p,n) reactions are used for the response evaluation of neutron-sensitive devices. The quasi-monoenergetic high-energy field consists of high-energy monoenergetic peak neutrons and unwanted continuum neutrons down to the low-energy region. A two-angle differential method has been developed to compensate for the effect of the continuum neutrons in the response measurements. In this study, the two-angle differential method was demonstrated for Bonner sphere detectors, which are typical examples of moderator-based neutron-sensitive detectors, to investigate the method's applicability and its dependence on detector characteristics. Through this study, the adequacy of the two-angle differential method was experimentally verified, and practical suggestions were made pertaining to this method.