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Study of the Li($$d,xn$$) reaction for the development of accelerator-based neutron sources

加速器ベース中性子源開発のためのLi($$d,xn$$)反応の研究

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

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

重陽子ビームによる加速器中性子源は、核分裂生成物の核変換、核融合炉材料試験等の応用分野での利用が検討されている。そこで、このような加速器や中性子源の設計に有益なデータとして、大阪大学核物理研究センターにおいて、200MeV重陽子入射核反応によるリチウムの中性子生成二重微分断面積(DDX)を測定した。実験では液体有機シンチレータEJ301を用いた飛行時間法を適用し、前方0度から25度の範囲で中性子断面積データを取得した。広範なエネルギー範囲のデータを取得するため、直径及び厚さが5.08cmと12.7cmの大きさの異なる2台のシンチレータを標的から7mと20mの地点にそれぞれ設置した。ここで、中性子の検出効率はSCINFUL-QMDコードを用いて導出した。本発表では、実験値と重陽子入射断面積計算コードDEURACS及び粒子・重イオン輸送計算コードPHITSによる計算値との比較について述べる。また、25, 40及び100MeV重陽子入射による実験値を用いて、DDXの入射エネルギー依存性について議論する。

Accelerator-based neutron sources induced by deuteron beams are attractive for study of nuclear transmutation of radioactive waste as well as radiation damage for fusion reactor materials. In the present work, we have carried out a Double Differential cross section (DDX) measurement for Li at 200 MeV in the Research Center for Nuclear Physics (RCNP), Osaka University. A deuteron beam accelerated to 200 MeV was transported to the neutron experimental hall and focused on a thin Li target. Emitted neutrons from the target were detected by two different-size EJ301 liquid organic scintillators located at two distances of 7 m and 20 m, respectively. The neutron DDXs were measured at six angles from 0$$^{circ}$$ to 25$$^{circ}$$). The neutron detection efficiencies of the detectors were calculated by SCINFUL-QMD code. We will present the results of the present DDX measurement and compare them with theoretical model calculations with DEURACS and PHITS.

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