J-PARC核破砕中性子源における陽子ビームの形状及び入射位置の変化が水銀ターゲットの核特性及び構造強度に及ぼす影響,2; 水銀ターゲットにおける核発熱及び中性子実験装置へ供給する冷熱中性子強度

Effect of proton beam profile and incident position on neutronic performance and structural integrity of a mercury target of the spallation neutron source at J-PARC, 2; Nuclear heat of mercury target and cold-thermal neutron intensity provided to neutron instrument

原田 正英   ; 粉川 広行  ; 直江 崇   ; 涌井 隆  ; 羽賀 勝洋  ; 明午 伸一郎   ; 大井 元貴 ; 高田 弘   

Harada, Masahide; Kogawa, Hiroyuki; Naoe, Takashi; Wakui, Takashi; Haga, Katsuhiro; Meigo, Shinichiro; Oi, Motoki; Takada, Hiroshi

J-PARCの物質・生命科学実験施設の核破砕中性子源は、水銀ターゲットに3GeV、1MW陽子ビームを入射し、核破砕反応で発生する中性子を反射体・減速材で減速し、発生する中性子を中性子実験装置に供給する施設である。本研究では、入射する陽子ビームの形状やビーム入射位置が、水銀ターゲット容器の構造強度や発生する中性子特性に及ぼす影響を定量的に調べることを目的とし、水銀ターゲット容器の核発熱及び中性子強度の変化を測定した。ビーム形状をガウス分布とし、垂直方向に上下各々4mmの範囲で入射位置を変えた場合、中性子実験装置NOBORUで計測される中性子強度をHe-3カウンターで計測した。この結果、120meVの中性子強度の積分値は、中心に入射する場合に比べ、4mm下方に入射した場合は、約2.5%低下し、4mm上方に入射した場合は、約2%増加することがわかった。MCNPXコードとPHITSコードによる粒子輸送計算を行い、測定結果を比較した結果、両者はよく一致した。

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