高エネルギー中性子束測定法の研究

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GeV程度の高エネルギー領域の中性子入射反応は、陽子入射の場合と違い、信頼できる測定値がなく、理論計算との十分な比較がなされていない。信頼できる測定値がない一つの理由は、このエネルギー領域では入射中性子束を精度よく求める方法がないことである。本研究では、陽子入射(p,n)準弾性散乱を利用し、精度よく入射中性子束を求める方法の実現可能性を調べた。実験は高エネルギー物理学研究所12GeV陽子シンクトロンのπ2ラインで実施した。ターゲットは、炭素及び液体ヘリウムである。検出器は液体シンチレータ(NE213)であり、飛行距離約1mで、荷電粒子識別用ベトシンチレータをつけて実験した。1GeV陽子入射で、重心系90°の角度でコインシデンス測定を行い、実験で得られたスペクトルから(p,n)準弾性散乱を求めた。この方向では陽子入射と中性子入射とで実験の対象性があり、陽子入射データがそのまま中性子入射の場合に適用できる。実験結果を、カスケード計算コードHETCによる計算結果と比較し、次の結果が得られた。(1)実験で得られた準弾性散乱断面積は、炭素ターゲットでは計算値と実験誤差の範囲内で一致した。しかし、ヘリウムターゲットでは計算値より34%大きい結果となった。(2)実験の実施し易さの点からは炭素ターゲットの方が中性子束絶対測定に適しているが、準弾性散乱事象の判別の点からはヘリウムターゲットの方が優れている。