強力中性子源用の大強度陽子加速器による高エネルギー中性子の深層透過実験とその解析

强中子源高强度质子加速器高能中子深侵彻实验及分析

• 批准号: 02J10663
• 负责人: 布宮 智也
• 金额: $ 0.64万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-02J10663/
• 关键词: 中性子エネルギースペクトル; 減弱距離; 放射化検出器; 組織等価比例計算管(TEPC); 吸収線量; 線量当量; 三次元つなぎ計算; 深層透過計算

本研究では様々な中性子検出器を使用して、高エネルギー加速器から生成する中性子のエネルギースペクトル、中性子束、線量率の取得を目的として2つの中性子遮蔽実験を行った。1つは英国Rutherford Appleton研究所の800MeV-170μAの陽子加速器を使用した遮蔽実験で、計8種類の放射化検出器を使用して、遮蔽体を深層透過してくる核破砕中性子の減弱データ及び強度分布測定を行った。また三次元モンテカルロコードであるMARS14(02)を用いてベンチマーク計算を行い、実験値と計算値の比較・検討を行った。数m以上の物質内における深層透過計算においては、中性子数が10桁程度減少するため、これまでその計算時間や統計精度、絶対値の過小評価の点が大きな問題とされていた。本研究では、MARSコードを使用した三次元つなぎ計算法を開発することで、これら問題点の克服と同時に、驚異的な一致を得ることができた。2つ目は、放射線医学総合研究所のHIMAC施設における核子あたり400MeVの炭素イオンを使用した遮蔽実験で、使用した検出器は直径12.55cmの球形組織等価比例計数管である。この遮蔽実験では、厚さ5cmの銅ターゲットから生成する核破砕中性子をコンクリートまたは鉄遮蔽体を使用し減衰させ、吸収線量、線量当量の減弱データを測定した。同時に、遮蔽体後方におけるy分布(吸収線量分布)や実効線質係数も得られた。高エネルギー中性子の遮蔽データ取得を目的として行った遮蔽実験においては、中性子が物質内(ここでは、コンクリート,鉄,)を透過する過程におけるエネルギースペクトルの変化や、中性子束分布、中性子減弱距離、中性子線量率など様々な中性子遮蔽のパラメータを得た。これらの実験値は中性子減弱距離や中性子強度分布の評価のみならず、遮蔽計算で使用されている計算コードの精度検証にも非常に有用である。本研究の成果は、中性子遮蔽工学の発展に役立つ貴重な実験データになると期待できるものである。

In this study で は others 々 な temper 検 extractor を use し て, high エ ネ ル ギ ー accelerator か ら generated す る in temper の エ ネ ル ギ ー ス ペ ク ト ル, temper, dose rate, beam in の obtain を purpose と し て 2 つ の temper in cover be 験 を line っ た. 1 つ は British Rutherford Appleton institute の 800 mev - 170 mu A の yoko accelerator を use し た cover be 験 で, 8 species の activation 検 extractor を use し て, shelter を deep through し て く る nuclear temperament from the broken 砕 の abate デ ー タ and び line intensity distribution measurement を っ た. ま た three-d モ ン テ カ ル ロ コ ー ド で あ る MARS14 (02) を い て ベ ン チ マ ー ク computing を い, be 験 numerical と calculate numerical の compare · 検 line for を っ た. の material within more than a few m に お け る deep through computing に お い て は, reduce the number of temper が 10 truss of す る た め, こ れ ま で そ の や statistical accuracy calculation time, unique numerical の is too small the seaborne 価 の が き big な problem と さ れ て い た. This study で は, MARS コ ー ド を use し た three-d つ な ぎ calculation method を open 発 す る こ と で, こ れ ら problem の overcome と に at the same time, amazing な consistent を る こ と が で き た. 2 つ は, radiation medicine 総 institute の HIMAC facilities に お け る nuclear あ た り 400 mev の carbon イ オ ン を use し た cover be 験 で, use し た 検 extractor は diameter of 12.55 cm の spherical organization 価 proportional counter tube で あ る. こ の cover be 験 で は, 5 cm thick さ の copper タ ー ゲ ッ ト か ら generated す る nuclear temperament from the broken 砕 を コ ン ク リ ー ト ま た は iron objects covered body を use し damping さ せ, suck 収 dose and dose equivalent の abate デ ー タ を determination し た. At the same time, に, the におけるy distribution behind the shielding body (the distribution of the amount of absorbed wire)や the actual linear quality coefficient に gives られた. Temper in high エ ネ ル ギ ー の covered デ ー タ obtain を purpose と し て line っ た cover be 験 に お い て は, temper が material in the inner (こ こ で は, コ ン ク リ ー ト, iron objects,) を through す る process に お け る エ ネ ル ギ ー ス ペ ク ト ル の - や, weakened temper temper in distribution, beam in the distance, the temper dose rate な ど others 々 な temper covered in の パ ラ メ Youdaoplaceholder0 タを get た. こ れ ら の be 験 numerical は in temper temper intensity distribution in less distance や の review 価 の み な ら ず, shading calculations で use さ れ て い る computing コ ー ド の precision 検 card に も very useful に で あ る. The research results of this study <s:1>, the development of intermediate shielding engineering <s:1>, に service, <s:1> valuable な experiments デ, タになると expectations で, る る, <s:1>, である, である.

项目成果

Tomoya Nunomiya: "Deep Penetration Calculation with 800-MeV Proton Beam Compared with the Shielding Experiment at ISIS"Proceedings of 12th Biennial RPSD Topical meeting of the American Nuclear Society, 104, Santa Fe, New Mexico, U. S. A.,April 14-18,2002.

Tomoya Nunomiya：“800-MeV 质子束的深度穿透计算与 ISIS 的屏蔽实验相比”美国核学会第 12 届双年度 RPSD 专题会议论文集，104，美国新墨西哥州圣达菲，2002 年 4 月 14-18 日

Tomoya Nunomiya: "Experimental Data of Deep-Penetration Neutrons through a Concrete and Iron Shield at the ISIS Spallation Neutron Source Facility using an 800-MeV Proton Beam"高エネルギー加速器研究機構 KEK Report 2001-24. 65 (2002)

Tomoya Nunomiya：“使用 800 MeV 质子束在 ISIS 散裂中子源设施中穿过混凝土和铁屏蔽的深穿透中子的实验数据”高能加速器研究组织 KEK 报告 2001-24 (2002)。

Tomoya Nunomiya: "Deep-Penetration Calculation for the ISIS Target Station Sheilding Using the MARS Monte Carlo Code"高エネルギー加速器研究機構 KEK Report 2002-12. 78 (2003)

Tomoya Nunomiya：“使用 MARS 蒙特卡罗代码对 ISIS 目标站屏蔽进行深度穿透计算”高能加速器研究组织 KEK 报告 2002-12 (2003)。

Tomoya Nunomiya: "Measurements of attenuation lengths through concrete and iron of neutrons produced by 800MeV proton on tantalum target at ISIS"Nuclear Instruments and Methods A. 476. 85-89 (2002)

Tomoya Nunomiya：“测量 ISIS 钽靶上 800MeV 质子产生的中子穿过混凝土和铁的衰减长度”核仪器和方法 A. 476. 85-89 (2002)