Establishment of a new detection system for measuring primary knock-on atoms and fission fragments

一次はじき出し原子と核分裂片測定のための新しい検出システムの確立

Tsai, P.-E.; 岩元 洋介   ; 萩原 雅之*; 佐藤 達彦   ; 佐藤 大樹   ; 伊藤 正俊*; 渡部 浩司*

Tsai, P.-E.; Iwamoto, Yosuke; Hagiwara, Masayuki*; Sato, Tatsuhiko; Satoh, Daiki; Ito, Masatoshi*; Watabe, Hiroshi*

粒子・重イオン輸送計算コードPHITSに組み込まれた核反応モデルの精度を検証するため、核反応により放出される反跳原子核(PKA)スペクトルを正確に測定する手法に関する研究開発を進めている。この研究では、2つのタイミング検出器と1つの全エネルギー検出器を組み合わせた測定システムを開発した。ここで、核種の種類は飛行時間とエネルギーの関係などから同定し、その運動エネルギーは飛行時間より求める。この測定システムについては、PHITSによる計算シミュレーションで最適化を図った。開発したシステムは、原子力機構のタンデム加速器及び東北大学のCYRICでテストを実施した。発表では、検出器設計の詳細とテスト結果の概要について紹介する。

A new detection system has been designed and constructed dedicating for the measurements of primary knock-on atoms and fission fragments, whose cross sections are critical in the design of accelerator driven systems. The detection system consists of two fast timing detectors and one dE-E energy detector. The particle species are identified by two relationships: the time-of-flight (ToF) vs E and dE vs E, and then the kinetic energy of the identified particles can be derived from the ToF. The PHITS Monte Carlo simulation code was employed for designing detectors and estimating the performance of the detection system. The new detection system will be tested at the JAEA Tandem Facility and the Cyclotron and Radioisotope Center (CYRIC) at the Tohoku University in 2017. The preliminary test results along with the PHITS simulations will be presented at the Workshop.