• Pelletron Accelerator
• keV neutron capture cross-section measurements
• Time of flight method
• Pulse heighting function method
• NaI(Tl) anti-Compton spectrometer, Li-glass detector
• 정원정,문종성,황정훈,김현,강영록,김현덕,민영기,이삼열

  본 연구는 펠레트론 가속기(동경공업대학 원자로 공학 연구소)에 의해 가속된 펄스 양성자 빔(beam)을 중성자 발생용 Li표적에 조사하였다.  그리고, 표적에서의 ⁷Li(p,n)⁷Be반응^[15～19]으로부터 발생한 펄스 중성자를 ⁶Li-glass 섬광 검출기로 검출하였고, 이 펄스 중성자를 측정용 시료(¹⁶⁴Dy, ¹⁹⁷Au)에 입사시켜 시료의 중성자 포획 반응에 의해 방출된 감마선을 anti-Compton Nal(Tl) 검출기로 검출하였다.

▼ 측정 샘플과 중성자 검출기

  펠레트론 가속기에 의해 가속된 펄스 양성자 빔을 중성자 발생용의 Li표적에 입사 시켜, ⁷Li(p,n)⁷Be 반응에 의해 펄스 중성자를 발생시켰다.  Li표적은 직경 3cm, 두께 0.4mm의 동판에 금속 Li을 진공 증착한 것이다.  Li layer의 직경은 약 2.0cm이다.  Li을 증착 한 후에 Li 표적은 약 1×10^-4Pa정도의 진공에서 실온까지 냉각하였다.  그리고 나서 증착용 chamber를 건조 질소 가스로 가득 채웠다.  표적은 Li의 산화(oxidizing) , 수소화(hydra-

ting)를 막기 위해 가스와 함께 채워진 기구에 넣은 후, 표적은 빔 라인의 끝 부분의 중성자 표적 holder에 부착하였다.  증착 Li은 융점이 낮기 때문에 펄스 양성자 빔에 의한 발열로 Li이 증발하지 않도록 Li표적에 빔 관의 외부로부터 물을 분사하여 냉각시켰다.  이에 의해 Li표적의 소모를 억제 할 수 있었다.  반응의 Q값은 -1.644MeV이고, 문턱값 는0

      (MeV)         (1)                                 

로 되고, 이 때 양성자 빔 방향으로 발생하는 중성자의 에너지 은

     (keV)               (2)                           

이다.  또 간단한 운동론에 따라 Li표적 내에서의 양성자 빔 에너지 손실을 무시하면, 을

   (MeV)        (3)                                  

라고 할 때,  에너지 와   사이의 입사 양성자는 실험실계의 같은 방향으로 서로 다른 두 에너지의 중성자를 방출한다.  이 모양을 아래 그림에 나타내었다.  실제로는 Li표적이 두께를 갖고 있기 때문에, 표적 속에서 양성자 빔의 에너지 손실로 펄스 양성자 빔 방향(0°방향)의 중성자 에너지 분포는 약 30keV에 피크를 가진 연속분포가 된다. 한편    ,(MeV) 부터 ⁷Be의 제1여기상태(0.431MeV)의 ⁷Li(p,n)⁷Be반응 문턱값(2.378Mev)까지는 단색 에너지의 중성자가 방출된다.^[24]

그림 2. 3UH-HC 펠레트론 가속기

      그림 3. ⁷Li(p,n)⁷Be 반응에 의한 입사 양성자와 방출 중성자  

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[24] H. H. Barschall, et al., Neutron Source for Basic Physics and  Application, Pergamon Press (1983) 29

• Linear Electron Accelerator
• 0.003 eV - keV neutron capture cross-section measurements
• Time of flight method
• BGO, BF3 detector
• 윤정란,정순철,차희경,이주석,민영기,이삼열