ネスト型中性子分光計

ネスト型中性子分光計の構成要素。左上から時計回りに：前置増幅器（白い箱）、減速筒（白い円筒）、MCA（灰色の箱）、He-3比例計数管とスタンド（金属製の円筒）、データ収集コンピュータ（黄色）、各種ケーブル（赤と灰色）。

ネスト型中性子分光計（NNS）は、中性子分光法に使用される装置です。NNSは、中性子場における中性子のエネルギースペクトルを測定するために使用されます。このタイプの検出器は、研究施設（中性子場の特性評価）と、中性子放射線に遭遇する可能性のある職場の両方で、放射線防護の目的で使用されています。^[1]中性子の検出は困難であるため、NNSは中性子場の特性を正確に決定できる数少ない装置の一つです。

動作原理

NNSは、ボンナー球中性子分光計と同じ原理で動作します。^[2]分光計の高感度部分はヘリウム3比例計数管で、 ^3He (n,p) ^3H反応を通して中性子を検出します。この特定の反応は、熱中性子エネルギーでのみ大きな断面積を持ちます。より高いエネルギーの中性子を検出するには、そのエネルギーを下げる、つまり「減速」する必要があります。より高いエネルギーで中性子を減速させるために、NNSは異なる量の高密度ポリエチレン（HDPE）を使用します。He3比例計数管は、中性子場のさまざまなエネルギー領域をサンプリングするために、異なる量のHDPEに囲まれています。標準的なNNSには、ロシアの入れ子人形のように入れ子になった7つのHDPEシリンダーがあり、より高いエネルギーの中性子を測定します

金属製のスタンドの横に置かれた He-3 比例計数管。

ネスト型中性子分光計の減速機構を構成する7つの標準HDPEネスティングシリンダー。（シリンダーの蓋が取り付けられていることにご注意ください。）

ネスト型中性子分光計の減速アセンブリを構成する7つの標準HDPEネストシリンダー。（シリンダーには蓋が付いていないことに注意してください。）

中性子スペクトル例

以下は、NNSによって測定された2つの標準校正線源のスペクトルです。^[3]測定スペクトル（青）はISO標準スペクトル（赤）と比較されています。どちらの測定もワシントンD.C.の NIST低散乱施設で行われました

AmBe中性子源のネスト型中性子分光計による測定。ISO標準スペクトルとの比較。

ネスト型中性子分光計による裸Cf線源中性子源の測定。ISO標準スペクトルとの比較。

参考文献

1. J. Atanackovic; W. Matysiak; SS Hakmana Witharana; I. Aslam; J. Dubeau & AJ Wake (2012年9月). 「ボナー球分光計（BSS）、回転分光計（ROSPEC）、円筒形ネスト中性子分光計（NNS）を用いた2基の研究用原子炉における中性子分光測定および線量測定研究」.放射線防護線量測定. 154 (3): 364– 374. doi :10.1093/rpd/ncs248. PMID  23019598.
2. Dubeau, J.; Hakmana Witharana, SS; Atanackovic, J.; Yonkeu, A.; Archambault, JP (2012年6月). 「ネスト型モデレータを用いた中性子分光計」.放射線防護線量測定. 150 (2): 217– 222. doi :10.1093/rpd/ncr381. ISSN  1742-3406. PMID  21964903.
3. Detec (2013年6月10日). 「NNSキャリブレーション結果」(PDF) . 2013年7月24日閲覧。