Abstract

Measurements of neutron leakage spectra from two shells of pure vanadium having wall thicknesses of 3.5 cm and 10.5 cm with a 14 MeV neutron source at the center are reported. The neutron leakage spectra were measured by the time-of-flight method from 15 MeV down to 50 keV. Descriptions of the experimental arrangement, the time-of-flight spectrometer, the measurements and data reduction procedures are given. Corrections connected with neutron scattering in the neutron source, deviations from spherical symmetry and others were estimated by the Monte-Carlo technique. Also, the response function of the spectrometer was determined and folded with the calculated spectra to allow meaningful calculation-experiment comparisons even near the 14 MeV peak.

Three-dimensional Monte-Carlo calculations were made with the MCNP code, using the EFF-3, FENDL-1 and JENDL-FF nuclear data libraries. The total leakage fluence is correctly predicted or slightly overestimated by all these evaluated data. However, its breakdown into energy bins shows considerable overestimations near 0.1 MeV for FENDL-1 and JENDL-FF and near 10 MeV for JENDL-FF, while EFF-3 on the whole reproduces the leakage spectra best. An analysis of existing differential experimental V(n,xn) data at 14 MeV incident energy agrees with these findings.

Überprüfung ausgewerteter Kerndaten für Vanadium durch ein Kugelschalentransmissionsexperiment mit 14-MeV-Neutronen

Zusammenfassung

Es wird über Messungen der Neutronen-Leckagespektren zweier Kugelschalen der Wandstärken 3.5 und 10.5 cm aus reinem Vanadium berichtet, in deren Zentrum sich jeweils eine 14-MeV-Neutronenquelle befand. Die Spektren wurden nach der Flugzeitmethode im Energiebereich von 15 MeV bis herab zu 50 keV gemessen. Die experimentelle Anordnung, das Flugzeitspektrometer, die Messungen und die Datenreduktion werden beschrieben. Korrekturen für Neutronenstreuung in der Neutronenquelle, Abweichungen von der Kugelsymmetrie und anderes wurden mittels Monte-Carlo-Rechnungen abgeschätzt. Die Ansprechfunktion des Spektrometers wurde bestimmt und mit den berechneten Spektren gefaltet, um aussagefähige Vergleiche zwischen Rechnung und Experiment auch in der Nähe des 14-MeV-Peaks zu ermöglichen.

Dreidimensionale Monte-Carlo-Rechnungen mit dem Programm MCNP wurden auf der Basis der Kerndatenbibliotheken EFF-3, FENDL-1 und JENDL-FF durchgeführt. Die totale Leckagefluenz wird durch alle diese Kerndaten richtig vorhergesagt oder leicht überschätzt. Ihre Zerlegung in Energiefenster zeigt jedoch beträchtliche Überschätzungen bei etwa 0.1 MeV für FENDL-1 und JENDL-FF und bei etwa 10 MeV für JENDL-FF, während EFF-3 die Spektren insgesamt am besten wiedergibt. Eine Analyse existierender differentieller V(n,xn)-Meßdaten für einfallende 14-MeV-Neutronen bestätigt diese Befunde.