第5章 中性子入射反応‑の適用
5.2 中性子入射実験
図5.8:セグメントアノードの立体角;実験値と 図5.9:計算によって求めた各粒子のエネルギーに
計算値との比較 対する検出器立体角
図5.10:実験セットアップ
5.2.2 測定
測定サンプルとしてポリプロピレン10pm厚のものを金(1叫m厚)のカソード電極状に配置し､ポリ プロピレンから放出されるフラグメントを測定したoまた､バックグラウンド測定として､ポl)1ロピレン
をはずして金10 〝m厚だけの測定も行った｡
ビーム電流‑1.5〝Aで‑6時間の測定をフォアグラウンド･バックグラウンド共に行った｡信号処理は 信号の減衰･劣化を別､限にするため､隣室の第3ターゲット室にて行った｡
図5.12､図5.13にフォアグラウンド測定､バックグラウンド測定で得られたエネルギー(アノード中心 霞極) vs.プラッグピーク波高二次元プロットをそれぞれ示iToバックグラウンドはフォアグラウンドに 比べて十分少ないことがわかるo特に高エネルギー粒子はバックグラウンド測定ではほとんど観測されな
かった｡
図5.14にフォアグラウンド測定での､中心電極波高vs.周辺電極波高二次元プロットを示す｡このプロッ トから大きな角度成分を持った粒子を排除し･ Oo方向のイベント切り出して得られたエネルギー(アノー ド中心電極) vs.プラッグピーク波高二次元プロットを図5･15に示す｡図5･15は図5･13に比べて角度成分 を持ったイベントが減少し､ブラッグピークによる各粒子の像が明瞭になっている｡
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図5.12:エネルギーvs.ブラッグピーク波高 二次元プロット(poly･ 10I‑+An10 I‑)
図5.14:アノード中心電極波高vs.周辺電極 波高二次元プロット
図5.13:エネルギーvs.ブラッグピーク波高 二次元プロット(AulO〝m)
‑l･lnこ; l LhL: rJ= 1二･7rlr: I 4｢lClリ .le.仰 4r･O'l E ･つrj'1
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図5.15:角度成分を除去したエネルギーvs･
プラッグピーク波高二次元プロット
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5.2.3 中性子源の非単色成分の補正
用いた中性子は､エネルギースペクトルを図5･2に示したように単色部分と連続部から構成される準単色 中性子である｡そこで､連続成分から生成されるフラグメントの寄与を計算値から補正し､ 65MeV単色中 性子の二重微分断面積を導出する｡計算モデルとして､陽子の実験値との比較で比較的実験値を再現できて いたPHrrS (ISOBAR + GEMモデル)を採用したo計算では､ HeからBまでの各粒子に対してOo方 向の二重微分断面積を入射エネルギー15 MeVから5 MeVステップで計算した｡計算で得られたOoの二 重微分断面積を図5･16､図5･17･図5･18､図5･19に示Toエネルギーが低い中性子の場合には､フラグメ ント生成断面積が′はく､放出されるフラグメントのエネルギーも小さいことから観測されるほとんどのイ ベントはピーク中性子によるものといえる｡
図5.16: PHITS(ISOBAR + GEM)コードによる 図5･17: PⅢTS(ISOBAR+ GEM)コードによる 二重微分断面積の計算値･, 12C(n,He)Ⅹ 二重微分断面積の計算値; 12C(n･Li)Ⅹ
図5.18: P班TS(ISOBAR + GEM)コードによる 図5･19: PⅢTS(ISOBAR+ GEM)コードによる 二重微分断面積の計算値; 12C(a,Be)Ⅹ 二重微分断面積の計算値; 12C(n,B)Ⅹ
171
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^ a W q t E [ ] X Q 白
︻ J s J
^ G I y W q 且 x G 白
[ J S J A 3 W q t E [ ] X 白 白
[ J S J A a W q t t t ] X Q Q
5.2.4 中性子によるフラグメント二重微分断面積結果
本実験値は､初めて得られた中性子入射に対するフラグメント生成微分断面積の実験値である｡図5･20 に得られたOo方向のC(a,Ⅹ)反応フラグメント二重微分断面積をPHTSコードによる理論計算(ISOBAR + GEMモデル､ JQMI) + GEMモデル)と共に示す｡
陽子入射反応と同様に､計算モデル間の比較ではJQMDモデルよりもISOBARモデルの方が実験値を よく再現することが､確認された｡ ISOBARモデルによる計算値は概ね実験値と良い一致を示している｡
特にボロンのような重い核では陽子･中性子放出反応の残留核で表されるため､良い一致が見られた｡一 方､ベリリウム生成に関しては計算値は実験を過小評価していることがわかった｡ベリリウムは中性子入射 反応に対してがBeが(A,α)反応の残留核であるため､ α粒子の再現性に問題があるカスケードモデルで は､その残留核である9Beも再現できないことがわかった｡
また陽子入射反応との比較を図5.21に示す｡中性子の結果は収量の大きいOoの結果であるが､陽子の結 具は300の結果である｡中性子の結果は突き抜け補正を行っていないため､リチウムでは最大エネルギー までスペクトルが得られていないがおおよその形状は同じである｡
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‑ ヽ
ヽ 一ヽ ヽ ●ヽ
一 lL..ヽ‥.lHL.. 呈ﾂ粫ﾂ
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‑pHⅠTS(ⅠSOBAR+GEM)
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ヽヽ ･､ヽ
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日‑.‑.I‑‑.‑‑I‑‑.‑..I‑..‑‑.I‑"""日‑ll
+BCC(Odes.)
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'了＼Ic(QBe)XE㌔65MeVI
■ヽヽ ∴､ゝ‥日.….…‥..‖‥…..…日.….…‥‖..
llllHll"I‑"‑l■‑..I"I".‑‑■l川"lHIII"HI"I"日"II
●BCC(Od喝.)
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も､‑‑‑‑‑PHⅠTS(Berthi+GEM)
●.ヽ
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､ヾ＼､､Ic(QB)XEn頚5MeV ヽヽ 一ヽ IJJ...¶‥..‥...lL‑‑.‑.l一...‑.l.‑‑..LJ
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Energy(MeV)
図5.20: C(n,Ⅹ)反応二重微分断面積; PⅡITSコードとの比較
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