1-2MeV 구간의 중성자에 대한 63 Cu 의 중성자 포획단면적 측정

1-2MeV 구간의 중성자에 대한 63Cu 의

중성자 포획단면적 측정

2001. 4. 27

김기동 , 양태건 , 김영석 , 김준곤 , 홍완 , 최한우 , 이진호 , 우형주

Korea Institute of Geoscience and Mineral ResourcesKorea Institute of Geoscience and Mineral Resources

한국 지질 자원 연구원

한국 원자력연구소

장종화

- MeV 구간의 중성자 발생

: 3T(p,n)3He 반응 , TiT thin 이용

: NE213, BC501 and pulse shape discrimination method

- Cu, Fe 중성자 총단면적 측정

: Sample in-sample out method

- 64Cu 의 중성자 포획 단면적 측정

: Activation and comparative method



TiT thin 표적의 특성 분석

T : 4.6 x 1018 atoms/cm2 , Ti : 1.4 x 1019 atoms/cm2


0.358

2.157

91.856

5.096299.95 93.340.70005.0150 5.85426Fe

30.865

5.388499.99111.850.64005.0050 69.26329Cu

1.83371.7632

99.99122.84117.35

0.32000.3100

5.10665.0900

100.019779Au

면밀도(1022 ions/cm2)

순도(%)

무게(g)

두께(cm)

지름(cm)

Abundance(%)

질량수(amu)

시료


Channel number

0 200 400 600 800 1000

Cou

nts

0

300

600

900

1200

1500

1800

Gamma Neutron

Sample in

Sample out


Neutron energy [MeV]0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 2.2

Tot

al n

eutr

on c

ross

sec

tion

[bar

n]

0

1

2

3

4

5

6

Cu(n,tot)

Ours

Miller (52)

ENDF 6

t

lnI

( )

No

Io

I : neutron counts in sample–in

Io : neutron counts in sample-out

No: areal density of sample


Neutron energy [MeV]

0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 2.2 2.4

Neu

tron

tota

l cro

ss s

ectio

n of

Fe

[bar

n]

0

1

2

3

4

5

6

Berthold(95)

Harvev(00)

Ours

ENDF 6In scattering correction factor

t = (/4) (DL/L1L2)2 n(0o)

n(0o)= (kR +1)4/4k2

: diffraction theory based on

a continuum model

R = 1.33 A1/3 10-13 cm


Z

n

Z-1 Z+1

Z

A

A+1

A+1A+1

Z A+1*

Z+1* A+1

Z-1 A+1*

EC


(n,) 반응의 단면적 계산

D =No act

(1-e e 1-e R d

-t1 -t3 )( )(

D 일일일일일일일일일일일일일일일 No : 시료의 면밀도 , 일일일일일일일일일일일일일일일일 ,t1 : 중성자를 시료에 조사하는 시간 ,t2 : 조사 후 감마선 측정시간 까지 경과한 시간

t3 : 감마선 측정 시간 , R : 방사화 된 시료의 전이율 ,d : 감마선 검출기의 절대 효율

-t2 )

f(t) ; 시간에 의존하는 항 , 기준 반응을 o 로 표시하면

Do = No o o Ro o fo/o …… (1), D = N R f/…… (2)

(1)/(2) , =0.693/t ½ , / = (pho/to)/(ph/t) , t : 중성자 조사시간

= Do N (ph) to R f t1/2,0

D No (ph)o t Ro o fo t 1/2

o


Au Cu

411 keV 511 keV


411 keV : 0.0287,

511 keV : 0.02895

MCNP code simulation


Neutron energy (MeV) 0 1 2 3 4R

adi

ativ

e ca

ptur

ed c

ross

se

ctio

n [m

b]0

4

8

12

16

20

63Cu(n,g)

P.White et. els

ENDF6

OURS

V.A.TOLSTIKOV

3.10 7.671,6306,014,7620.0310.869 63Cu

69.44,4796,444,7510.2430.682197Au1.409

2.91 7.211,8148,460,9250.0500.625 63Cu

66.54,6638,319,2120.1280.549197Au1.611

2.93 5.491,7609,720,6480.3740.413 63Cu

59.65,3159,793,8960.0710.584197Au1.813

2.91 5.441,8119,578,8930.1440.792 63Cu

53.45,0579,542,3790.0400.982197Au2.015

Error(%)

(n,) 반응 단면적(mb)

감마선측정수

중성자 선속

조사후 측정전까지 경과시간

(hr)

조사시간(hr)

중성자에너지 (MeV)


결과

- 1-2 MeV 구간에서 Cu 와 Fe 의 중성자 전단면적 측정

: 다른 실험자들의 실험 결과 비교 - 비교적 일치

- 1-2 MeV 구간에서의 63Cu 중성자 포획 단면적 측정

: ENDF6 와 비교 - 10 % 차이

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