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A Facility for measurements of (n,$$gamma$$) cross-sections of a nucleus in the range 0.008 $$leq$$ $$E_{rm n}$$ $$<$$ 20 MeV

中性子エネルギー0.008$$leq$$ $$E_{rm n}$$ $$<$$ 20MeVにおける中性子捕獲反応断面積高精度測定システムの開発

瀬川 麻里子; 藤 暢輔; 原田 秀郎 ; 北谷 文人; 小泉 光生; 初川 雄一; 深堀 智生; 松江 秀明; 大島 真澄; 谷村 嘉彦; 堤 正博; 永井 泰樹*

Segawa, Mariko; Toh, Yosuke; Harada, Hideo; Kitatani, Fumito; Koizumi, Mitsuo; Hatsukawa, Yuichi; Fukahori, Tokio; Matsue, Hideaki; Oshima, Masumi; Tanimura, Yoshihiko; Tsutsumi, Masahiro; Nagai, Yasuki*

keV-MeV領域における中性子捕獲反応断面積の精密データは宇宙で進行する元素合成模型構築のための知見を得ることができ、また値そのものが革新的な原子力システムの開発に極めて重要であると知られている。そこで本研究は、日本原子力研究開発機構・放射線標準施設に中性子捕獲反応断面積の精密測定が可能な新しい実験システムを構築した。このシステムは放射線標準施設・ペレトロン加速器から供給されるパルス化陽子によって生成される8keV-20MeV領域の中性子捕獲反応で生じる即発$$gamma$$線を、大立体角・高エネルギー分解能を持つアンチコンプトン型のNaI(Tl)検出器を用いTOF法で測定する。本研究では新たに構築した上述のシステムを用い$$^{206,207}$$Pb(n,g)反応における幾つかの共鳴状態からの$$gamma$$線を測定することで、keV領域の中性子捕獲反応断面積の精密測定を行う同システムの精度を実験的に検証した。

A new measurement system to determine the neutron-capture cross section of a nucleus at 0.008 $$leq$$ $$E_{rm n}$$ $$<$$ 20 MeV has been installed at the 4 MV Pelletron accelerator laboratory at the facility of radiation standards at Japan Atomic Energy Agency. Pulsed neutrons are produced by bombarding a pulsed proton beam on $$^{7}$$Li (or $$^{2}$$H) or a deuteron beam on $$^{3}$$H. The performance of the new system was studied by measuring discrete $$gamma$$ rays from neutron capture by $$^{206}$$Pb and $$^{207}$$Pb to their low-lying states at several resonances at 10 $$leq$$ $$E_{rm n}$$ $$leq$$ 110 keV using neutrons from $$^{7}$$Li(p,n)$$^{7}$$Be. The $$gamma$$ rays were detected with a good signal-to-noise ratio by means of a highly sensitive anti-Compton NaI(Tl) spectrometer combined with a time-of-flight method. The present study demonstrated good sensitivity of the new system to determine the neutron-capture cross section of a nucleus at keV neutron energy.

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