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LLFP安定核種化・短寿命化のための核変換法の開発,9; リチウムに対する200MeV重陽子入射中性子生成二重微分断面積測定

Development of nuclear transmutation methods for converting LLFP into stable or short-lived nuclides, 9; Measurement of double differential (d,xn) cross sections for lithium at an incident energy of 200 MeV

定松 大樹*; 渡辺 幸信*; 中野 敬太*; 川瀬 頌一郎*; 金 政浩*; 荒木 祥平*; 岩元 洋介  ; 佐藤 大樹; 萩原 雅之*; 八島 浩*; 嶋 達志*

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

近年、長寿命核分裂生成物(LLFP)の核変換用加速器の中性子源として、軽核標的に対する重陽子入射反応の利用が考えられている。しかし、入射重陽子エネルギー102MeVを超える領域では、重陽子入射反応の理論モデルの検証に必要な実験値が存在しない。そこで本研究では、大阪大学核物理研究センター(RCNP)において、200MeVの重陽子入射によるリチウムの中性子生成二重微分断面積の測定を行った。測定は、ビーム軸に対して0$$^{circ}$$から25$$^{circ}$$の間の5$$^{circ}$$刻みの6つの位置で行い、飛行時間法により中性子エネルギーを決定した。この測定で、広範なエネルギー範囲のデータを取得するため、大きさの異なる2台のEJ301液体有機シンチレータを設置した。測定された中性子エネルギースペクトルでは、重陽子分解反応に起因する強い前方性をもった幅広いエネルギーのピーク構造が確認された。

Recently, the deuteron incident reaction on light nuclear targets is expected to be used as accelerator-based neutron sources for nuclear transmutation of Long-Lived Fission Products (LLFP). However, there is no experimental data to validate theoretical models at an incident energy over 102 MeV. In this work, double-differential neutron production cross sections for deuteron-induced reactions on lithium at an incident energy of 200 MeV were measured at the Research Center of Nuclear Physics (RCNP), Osaka University. Measurements were carried out at six positions every five degrees between 0$$^{circ}$$ and 25$$^{circ}$$ to the beam direction, and neutron energies were determined by a time of flight method. To obtain data with wide neutron energy range, two EJ301 liquid organic scintillators of different size were set. As a result, we found that experimental neutron energy spectra have a broad energy peak structure with the strong forward emission due to the deuteron break-up reaction.

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