Š’ Ò ×ú n ÞV R Ë P c p7 û; c 8 ý” X ¢ W _ ËV ê s — ¤V R ËÊ Ý Ì ¦ R V R Ë Ä Z ØR Ä Z ØV Ä

w

Š’ Ò ×ú n ÞV R Ë  P c p7 û; c 8 ý” X ¢ W _ ËV ê s — ¤V R ËÊ Ý Ì ¦ R V R Ë Ä Z ØR  Ä Z ØV Ä

ƒ

‘

š¬ £Š ~ x · T  ¹* å  · z Š û BV  œ ^∗

Ö 

¦ í ß –@ /† < Ɠ § Ó ü t o † < Æõ , Ö  ¦ í ß – 680-749

T

r )) o 

Ÿ

í† ½ Ó/ B N õ @ /† < Ɠ § Ÿ í† ½ Ó5 Å q l ƒ  ½ ¨™ è, Ÿ í† ½ Ó 790-784 (2006¸   5 Z 4 22{ 9  ~ à Î6 £ §)

p

t  r « Ñ\  ƒ  5 Å q Û ¼& 7 ˜à Ô! 3 _  “ ¦5 Å q ×  æ$ í  \  ¦ › ¸  # Œ y Œ ™û Z\    É r : £ ¤$ í `  ¦ MCNPX  ï× ¼\  ¦  6   x ô

 Ç — ¸ – Ð ì  r$ 3  # Œ Õ ª + þ AI _  ½ ¨Z > õ  " é ¶  à ºq \  ¦ 1 l x r \  ½ ¨½ + É Ã º e ”   H 0 p x$ í `  ¦ ƒ  ½ ¨ % i  . < É Êƒ   õ

 | 9 í ß –€ Œ ™— ¸³ o u, C-4, [ O „ ½ Ó`  ¦ r + « >F « і Ð ‚  × þ ˜ % i  . ×  æ$ í  _  \  -t  ì  r Ÿ í  H 2 GeV \  -t _  „    c ”

s  ± ú š(Pb)³ ð& h \  › ¸ ÷ &# Q µ 1 ÏÒ q t÷ &  H Û ¼& 7 ˜à Ô! 3 `  ¦ & h 6   x % i  . p t r « Ñ\  _ ô  Ç y Œ ™û Z „  Ê ê_  ×  æ$ í



  H ; Ÿ ¤ õ   -q  2.4 cms “ ¦ U  ´s  5 cm“   NE-102  Ž Ø  ¦ l  289> h\  ¦ 17 x 17 + þ AI – Ð & ñ ~ ½ Ó+ þ AÜ ¼– Ð C 

\ P

 # Œ  Ž Ø  ¦ % i  . Ó ü t ^ ‰_  + þ AI \  ¦ " î S X ‰ y 
  · p : £ ¤& ñ  Ž Ø  ¦ l \   Ž Ø  ¦ ) a ×  æ$ í  _  È Òõ • ¸\  ¦ ½ ¨$ í " é ¶

™

è_  Ä »´ òé ß –€  & h Ü ¼– Ð „  > h # Œ p t  r « Ñ_  " é ¶  à ºq \  ¦ ½ ¨ “ ¦ ì  r  d ” \ _ ô  Ç ‚ à а ú כõ  q “ § % i  . p  t

r « Ñ 2 mm ¿ ºa _  · ú ˜À Òp ³ o u ~ ½ ÓÜ ¼– Ð Ñ ü t  Q # Œ e ” `  ¦ M :_  " é ¶  à ºq ü <, ~ ½ Ós  \ O `  ¦ M :_    õ • ¸ q

“ § % i  .  Ž Ø  ¦ _  & ñ x 9 • ¸\  ¦ Z  } s l  0 A # Œ  Ž Ø  ¦ l  s _  · ú ˜À Òp ³ o u   \  ¦ × ¼¶ o u s 
 ) í Û ¼J $ ™   

–

Ð @ /u  # Œ  © œ@ /š ¸ \  ¦ ×  ¦% i  . 40 MeV _  „   c ” s  Pb ³ ð& h \  Ø  æ[  t # Œ µ 1 ÏÒ q t   H F  g×  æ$ í  _  \ 



-t  ì  r Ÿ í\  ¦  6   x ô  Ç „  í ß –— ¸ – Ð ½ ¨ô  Ç 4 Ÿ ¤ ½ + ËÓ ü t| 9 _  % ò  © œõ  " é ¶  à ºq  > í ß –   õ   H 2 GeV \  -t  „    c ”

\  _ ô  Ç F  g×  æ$ í  – РÒ' _    õ ü < ¸ ú ˜ { 9 u  % i  .

PACS numbers: 28.20.Gd

Keywords: “ ¦5 Å q×  æ$ í   y Œ ™û Z, ×  æ$ í   % ò  © œ• ¸, È Òõ Ö  ¦, " é ¶  à ºq , „  > h (unfolding)

I. " e  ] Ø

;

Ÿ

¤ µ 1 ÏÓ ü t s 
  €  •À Óü < ° ú  “ É r 0 AK Ó ü t| 9 _  ´ òõ & h “    Ž Ò  o

`

 ¦ 0 AK " f  H y Œ ™• ¸ a % ~ “ ¦ Ó ü t| 9 \    É r ½ ¨ì  r$ í s  „ à Ì Z 4  9, ’  5 Å q ô  Ç % ƒo ü < † < Êa   1 l x  o [ O q  € 9 כ ¹  . ‰ & ³F  F 

g  \  ¦  6   x   H X‚    Ž Ø  ¦ ~ ½ ÓZ O “ É r é ß –í  H y  x 9 • ¸\    É r

½

¨Z > µ 1 Ú\  \ O t ë ß –, ×  æ$ í  \  ¦  6   x ô  Ç  Ž Ò  o l Õ ü t“ É r X‚  _  :

£ ¤$ í ÷  r  m   $ í ì  rì  r$ 3 • ¸ 0 p x # Œ z  ´6   x  o r • ¸÷ &“ ¦ e ”

  H é ß –> \  e ”   [1–6]. 0.1 ∼ 4 MeV % ò % i _  ×  æ$ í    H

"

é

¶ ™ è C, N, Oü < 1 l q: £ ¤ ô  Ç / B N" î ì ø Í6 £ x`  ¦ ˜ Ðe ” Ü ¼– Ð, 4 Ÿ ¤ ½ + ËÓ ü t| 9  _

 ×  æ$ í   È Òõ Ö  ¦`  ¦ 8 £ ¤& ñ # Œ Õ ª " é ¶  à ºq [ þ t`  ¦ ½ ¨   H X

< ƒ  ½ ¨ü < > hµ 1 Ï_  8 ú ©& h s  ´ ú 2 Xt “ ¦ ”  ' Ÿ ÷ &% 3   [7–11].

Õ

ªü @\ • ¸ ×  æ$ í  c ” `  ¦  Ö ¸6   x # Œ p t r « Ñ_  % ò  © œ`  ¦ % 3   H

% ò

 © œZ O  l Õ ü t _  ƒ  ½ ¨ü < > hµ 1 Ïs  % i r  r • ¸÷ &“ ¦ e ”   [12–

16]. 1 l q{ 9 _  M¨uhlbauerü < 6 \ šl \ _  Masschaele  H $ 3 F  g

^

‰ü < CCD\  ¦   ½ + Ë # Œ [15,16], 1 l q{ 9 _  Dangendorf  H ×  æ

∗

E-mail: [email protected]

$ í

  „  { 9  \  ¦ Ò q t$ í   H ì ø Í6 £ x Ü ¼– Ð l ^ ‰ Ž Ø  ¦ l \  ¦ ] j



Œ

• # Œ K  © œ• ¸ a % ~“ É r % ò  © œ`  ¦ % 3   H ~ ½ ÓZ O `  ¦ ˜ Г ¦ “ ¦e ” 



 [17].

‘

: r ƒ  ½ ¨\ " f  H ` O Û ¼+ þ A“ ¦5 Å q×  æ$ í  _  È Òõ Û ¼& 7 ˜à Ô

! 3

ì  r$ 3 Z O (pulsed fast neutron transmission spec- troscopy:PFNTS) [18, 19]`  ¦ ½ + É6   x † < ÊÜ ¼– Ð+ ‹ p t  4 Ÿ ¤ ½ + ËÓ ü t

| 9

_  ×  æ$ í   8 ú x y Œ ™û ZÖ  ¦`  ¦ ½ ¨ # Œ Õ ª % ò  © œ`  ¦ % 3 “ ¦ ¢ ¸ ×  æ

$ í

  \  -t Z >  È Òõ • ¸\  ¦ ½ ¨$ í " é ¶ ™ èZ >  y Œ ™û Z• ¸– Ð „  > h 

#

Œ " é ¶  à ºq \  ¦ ½ ¨ % i  . s   H é ß –í  H y  " é ¶  à ºq \  ¦ ½ ¨ 



 H X <" f X‚    Ž Ò  o~ ½ ÓZ O _  e ± & h `  ¦ 1 l x r \  & h 6   x   H  © œ& h 

`

 ¦ ”   .

p

t  4 Ÿ ¤ ½ + Ër « і Ð < É Êƒ  ( C )õ  | 9 í ß –€ Œ ™— ¸³ o u( H

4

N

₂

O

₃

), C-4 ™ D ¥ ½ + ËÓ ü t( C

8

H

16

N

11

O

11

), [ O „ ½ Ó(C

¹³

H

24

O

12

) _  4t 

\

 ¦ ‚  × þ ˜ # Œ z  ´+ « > % i  . 289> h_  17 x 17 C \ P `  ¦ t 



 H 2 " é ¶  Ž Ø  ¦ l \  ¦ ½ ¨$ í # Œ y Œ •  Ž Ø  ¦ l  Z > – Ð ×  æ$ í   8 ú x È

Òõ • ¸\  ¦  © œ@ /& h  " î € Œ ™Ü ¼– Ð i ” ! s q oô  Ç % ò  © œõ ,  Ž Ø  ¦ l  Z > 

–

Ð " é ¶  à ºq \  ¦ ½ ¨   H 0 p x$ í `  ¦  Ž ž Ð % i  .

“

¦5 Å q ×  æ$ í  \  ¦  6   x ô  Ç í ß –ê ø Íõ  È Òõ \  ¦  Ö ¸6   x # Œ " é ¶   Ã

ºq \  ¦ ½ ¨   H # Œ Q l Õ ü t \   Ö ¸6   x ÷ &  H ×  æ$ í  \  -t @ /

-202-



 H ~ ½ Ó ‚  " é ¶6   x ×  æ à º™ è1 p x _  \  -t \  ¦ Ÿ í† < Ê # Œ ˜ Ð: Ÿ x à º z 

 MeV t s   [4,7,20,21]. ‘ : r ƒ  ½ ¨\ " f  H Ÿ í† ½ Ó5 Å q l 

ƒ

 ½ ¨™ è(PAL)_  l ” > r ‚  + þ A„   5 Å q l \  ¦  Ö ¸6   x † < ÊÜ ¼– Ð+ ‹, 2 GeV „   c ” \  _ ô  Ç Ã ºÑ þ ˜ MeV  t 
š ¸  H F  g×  æ$ í



\  ¦ ‚  " é ¶ Ü ¼– Ð [ O & ñ # Œ ×  æ$ í  y Œ ™û Z— ¸ \  ¦ z  ´' Ÿ  % i  .

s

 ×  æ$ í  ‚  " é ¶ Ü ¼– Ð C, N, O " é ¶  \  @ /ô  Ç ×  æ$ í   y Œ ™û Z z 

´+ « >õ  — ¸ \ _ ô  Ç   õ _  q “ §  H s p  z  ´' Ÿ  ) a   e ”   [11, 22]. 7 á §  8 z  ´6   x& h “   40 MeV@ / ™ è+ þ A„   5 Å q l \  _

K  µ 1 ÏÒ q t÷ &  H ×  æ$ í  c ” `  ¦  6   x ô  Ç y Œ ™û Z— ¸ – Ð Â Ò'  % ò



© œõ  " é ¶  à ºq \  ¦ ½ ¨ “ ¦, 2 GeV @ /_  „   5 Å q l \  _  ô

 Ç F  g×  æ$ í  c ” `  ¦  6   xÙ þ ¡`  ¦ M :ü <_    õ ü < q “ § # Œ ™ è+ þ A

„

  5 Å q l _  6   x$ í `  ¦  Ž ž Ð % i  . — ¸Ž  H — ¸   H B | 9 

?

/ ×  æ$ í  , F  g  , „   1 p x _  { 9  ü < › ' a > ÷ &# Q „  5 Å xë  H ] j\  ¦

½

¨   H MCNPX(Monte Carlo N-Particle transport code eXtended)  ï× ¼ ! Q„  2.5e [23]\  ¦  6   x # Œ z  ´' Ÿ  % i  .

II. { ¢ כ r Ç4 Ñ ÷ Ì ¦ R • ¤R  4  ˜ m

1. ú n ÞV R Ë  Ò Å Ì ¦ RÊ Ý { ¢ X ê sV  Œ º

—

¸ \   6   x ) a ×  æ$ í  c ” “ É r Ÿ í† ½ Ó 5 Å q l  ƒ  ½ ¨™ è_  2 GeV Å Ò „   c ” s  ± ú šs 
 q Û ¼Á ºà Ô ³ ð& h \  Ø  æ[  t # Œ F 

gÙ þ ˜ì ø Í6 £ x Ü ¼– Ð Ò q t$ í  ) a  כ s  9 [24, 25], 8 £ ¤& ñ  ) a ×  æ$ í  _ 

\

 -t ì  r Ÿ í\  ¦ Õ ª@ /– Ð — ¸ \  & h 6   x % i  . 40 MeV_  „  



5 Å q l \  _ K  µ 1 ÏÒ q t ) a ×  æ$ í  c ” `  ¦ y Œ ™û Zì ø Í6 £ x — ¸ \    6

 

x l  0 AK " f  H, Ä º‚   MCNPX  ï× ¼\  ¦  6   x # Œ F  gÙ þ ˜ ì

ø Í6 £ x — ¸ – Ð F  g×  æ$ í   ì  r Ÿ í\  ¦ ½ ¨ô  ÇÊ ê ‚  " é ¶ Ü ¼– Ð Õ ª@ /– Ð

&

h

6   x % i  .

2 GeV { 9   „   ü < 40 MeV { 9   „   \  _ K  ± ú š³ ð& h 

\

 µ 1 ÏÒ q t ) a ×  æ$ í   c ” _  \  -t  ì  r Ÿ í\  ¦ Fig. 1 \ 
 ? /

% 3  .

2 GeV _  „   \  _ K  µ 1 ÏÒ q tô  Ç F  g×  æ$ í    H €  • 390 MeV

\

 -t   t  ì  r Ÿ í  9 €  • 2 MeV s  _  \  -t \ " f_  ì

 r Ÿ í  H z  ´+ « >° ú כ`  ¦ 7 £ x µ 1 Ï (evaporation)Û ¼& 7 ˜à Ô! 3 \  @ /{ 9  

#

Œ Õ ª ì  r Ÿ í\  ¦ ½ ¨ % i  . 40 MeV „   \  _ K  µ 1 ÏÒ q tô  Ç F  g

×

 æ$ í    H þ j@ / 12 MeV & ñ • ¸  t _  ì  r Ÿ í\  ¦ t  9 — ¸ 

\

 _ ô  Ç 8 ú x š ¸   H 4 % & ñ • ¸s  . y Œ ™û Zì ø Í6 £ x — ¸ \   6   x

 )

a ×  æ$ í  c ” \ " f  H 0.1 MeV s  _  \  -t \  ¦ > í ß –\  & h  6

 

x t  · ú §€ Œ ¤ .

×

 æ$ í  ‚  " é ¶“ É r f ”  â 25 cm _  ç  H{ 9  “ ¦ ¨ î ' Ÿ ô  Ç c ” Ü ¼– Ð

¿

ºa  50 cm s “ ¦ f ”  â s  20 cm “   – B H ß ¼o à Ôü <, ° ú  “ É r f ”

 â \  ¿ ºa  40 cm _  ± ú š r ï  r l  (collimator)\  ¦ : Ÿ x õ ô  Ç Ê

ê r « Ñ\  È Òõ  • ¸2 Ÿ ¤ % i  .  Ž Ø  ¦ l – Ð+ ‹ ; Ÿ ¤ õ   -q 

2.4 cm s “ ¦ U  ´s  5 cm“   e  ¦  Û ¼h Ë : $ 3 F  g  Ž Ø  ¦ l \  ¦ y Œ •

Fig. 1. Energy spectra of the neutron beam source pro- duced by 2 GeV and 40 MeV incident electrons.

y

Œ

• 0.5 mm ¿ ºa _  · ú ˜À Òp ³ o u H s Û ¼– Ð Ñ ü t  Q  – Ð [ j– Ð 17 > hm ”  „  ^ ‰& h Ü ¼– Ð 289> h\  ¦ 2 " é ¶ & h Ü ¼– Ð C \ P  “ ¦, 8 £ ¤

&

ñ “ ¦    H r « Ñ\  ¦ €  • 1.2 m _   o – Ð „  ~ ½ Ó\  ¿ º% 3 



. ×  æ$ í  _  È Òõ „  Ê ê_  ‚  5 Å q“ É r tally 4 – Ð > í ß – % i  .

r

« Ñü < ×  æ$ í   ‚  " é ¶  s _   o   H €  • 2 m & ñ • ¸s  . „   ì

ø Í& h “   z  ´+ « >  © œu  [ O > ü < MCNPX — ¸ \   6   x ) a l  

½

¨› ¸\  ¦ Fig. 2 ü < Fig. 3\ 
 ? /% 3  .

×

 æ$ í  % ò  © œ`  ¦ % 3   H 0 p x$ í `  ¦  Ž ž Ð l  0 A # Œ < É Êƒ  õ 

| 9

í ß –€ Œ ™— ¸³ o u`  ¦ r « і Ð ‚  & ñ # Œ ×  æ$ í   È Òõ  — ¸ \  ¦ z  ´ '

Ÿ  % i  . < É Êƒ  “ É r & ñ  Œ ™y Œ •+ þ AÜ ¼– Ð ô  Ç   _  U  ´s  10 cm s

“ ¦ ¿ ºa   H 5 cm s  9, | 9 í ß –€ Œ ™— ¸³ o u“ É r 8 cm _  & ñ  y Œ • + þ

A + þ AI s “ ¦ ¿ ºa \  ¦ 5 cm – Ð & ñ # Œ È Òõ  — ¸ \  ¦ z  ´' Ÿ 

# Œ,  Ž Ø  ¦ l \   Ž Ø  ¦ ÷ &  H 8 ú x‚  5 Å q`  ¦  Ž ž І < ÊÜ ¼– Ð+ ‹ Õ ª % ò



© œ`  ¦ % 3 % 3  .  6 £ §“ É r [ O „ ½ Óõ  C-4\  ¦ r « і Ð ‚  & ñ # Œ @ / y

Œ

• ~ ½ ӆ ¾ ÓÜ ¼– Ð €  • 1/4 & ñ • ¸ " f– Ð   5 g4 R e ” `  ¦ M :\  ¦  © œ 

#

Œ y Œ ™û Z— ¸ \  ¦ ' Ÿ † < ÊÜ ¼– Ð+ ‹ Õ ª % ò  © œ`  ¦ % 3 # Q˜ Ѐ Œ ¤ . [ O „ ½ Ó

“ É

r – Ð 11 cm, [ j– Ð 10 cm, ¿ ºa  5 cm _  f ”  y Œ •+ þ A + þ A I

– Ð & ñ % i “ ¦, C-4   H f ”  â 10 cms “ ¦ ¿ ºa  5 cm _  n

Û ¼ß ¼ + þ AI – Ð & ñ % i  . ô  Ǽ # , [ O „ ½ Óõ  C-4    5 g4 R e ”

“ ¦ ¿ ºa  2 mm _  f ” ¹ ¢ ¤€  ^ ‰ (20 cm × 20 cm × 11 cm)

· ú

˜À Òp ³ o u ~ ½ ÓÜ ¼– Ð Ñ ü t  Q # Œ e ” `  ¦ M :\  ¦  © œ # Œ ×  æ$ í   È

Òõ  — ¸ \  ¦ # î ' Ÿ  % i  . y Œ •y Œ •_   Ž Ø  ¦ l \   H { 9 º       ñ

\

 ¦ t & ñ # Œ ×  æ$ í  % ò  © œÜ ¼– Ð Â Ò'  r « Ñ\  _ ô  Ç y Œ ™û Z

‰

&

³$  “ ¦ " f– Ð   5 g4 Re ” t  · ú §“ É r  Òì  r _   Ž Ø  ¦ l – Ð Â Ò '

 1 MeV \ " f 7 MeV  s _  È Òõ Û ¼& 7 ˜à Ô! 3 `  ¦ ½ ¨ô  Ç Ê ê ì

 r$ 3  # Œ, p t r « Ñ_  " é ¶  à ºq \  ¦ ½ ¨½ + É Ã º e ” • ¸2 Ÿ ¤ % i 



.

 Ž

Ø  ¦ l   s _  1 mm · ú ˜À Òp ³ o u     @ /’  \  ×  æ$ í   ì ø Í 6

£

x é ß –€  & h s   © œ@ /& h Ü ¼– Ð  H ° ú  “ É r ¿ ºa _  × ¼¶ o u s 
 ) í Û

¼J $ ™ Ü ¼– Ð @ /^ ‰ # Œ " é ¶  à ºq   Ž Ø  ¦`  ¦ — ¸ † < ÊÜ ¼– Ð+ ‹ & ñ

Fig. 2. 17 by 17 square array detection system with blind materials wrapped with 2 mm Al bag.

Fig. 3. MCNPX Geometry used in the simulation.

S X

‰ • ¸_  q “ §\  ¦ : Ÿ x # Œ Ê ê — ¸ _      F « Ñ\  ‚  & ñ 

%

i  . þ j& h _   Ž Ø  ¦ r Û ¼% 7 ›_  ƒ  ½ ¨\  ¦ 0 A # Œ  Ž Ø  ¦ l ü < r 

«

Ñ  s _   o \  ¦ ² ú ˜o  €  " f " é ¶  à ºq \  ¦ ½ ¨K ˜ Ð   © œ

@

/š ¸  þ j™ è{ 9 M :_  t & h `  ¦   & ñ % i  .

—

¸ \   6   x ) a { 9   ×  æ$ í   Ì  à º  H 2 × 10

⁸

> hs “ ¦, s  M

: : Ÿ x > & h š ¸   H 0 Au Z >   Ž Ø  ¦ l \     0.1 %\ " f þ j@ /

€



• 1 % ? /ü @s  . œ í{ © œ 5 nC _  „   c ” `  ¦ ³ ð& h \  Ø  æ[  t r 

&

 ×  æ$ í  \  ¦ µ 1 ÏÒ q tr v   H 2 GeV ‚  + þ A„   5 Å q l \  _ ô  Ç

×

 æ$ í   y Œ ™û Z z  ´+ « >`  ¦ ' Ÿ ½ + É  â Ä º r ï  r l  t _  { 9 ^ ‰y Œ •`  ¦

“

¦ 9½ + ÉM : œ í{ © œ 10

⁵

> h_  ×  æ$ í   { 9   H † d Ü ¼– Ð €  • 30ì  r _ 

›

¸  z  ´+ « >\  K { © œ   H  כ Ü ¼– Ð Æ Òí ß –  ) a  . s  כ “ É r 10 kHz s

 © œ_  ` O Û ¼ ì ø Í4 Ÿ ¤Ò  ¦`  ¦ t “ ¦ 1 kW(10

¹³

neutron/sec) _  c ”

Ø  ¦§ 4 `  ¦ t   H 40 MeV „   5 Å q l \  ¦  6   x # Œ z  ´+ « >

ô

 Ç €   1.8œ í & ñ • ¸– Ð é ß –» ¡ ¤ ÷ &  H z  ´6   x$ í s  e ”  .

2. ú n ÞV R Ë š ¼Ê Ýù o ÚÊ Ý Ì ¦ R • ¤R 

×

 æ$ í  _  È Òõ Ö  ¦(T)“ É r r « Ñ\  ¦ : Ÿ x õ ô  Ç „  Ê ê_  ‚   5

Å q(φ) _  q s  9, ×  æ$ í  _  \  -t \     Õ ª ° ú כ[ þ t s    Ø

Ô .

T (E) = φ(E)

φ

0

(E) . (1) r

« Ñ ò ø ͙ èü < à º™ è, | 9 ™ è, í ß –™ èü < ° ú  “ É r ½ ¨$ í " é ¶ ™ è– Ð s

À Ò# Q”   4 Ÿ ¤ ½ + ËÓ ü t| 9 { 9 M :, ×  æ$ í   r « Ñ\  ¦ : Ÿ x õ  €  " f Ø  æ [

 t   H é ß –€  & h “ É r y Œ • " é ¶ ™ è é ß –€  & h _  ½ + Ës  . 7 £ ¤ σ

_mol

(E) = X

i

n

_i

× σ

i

(E) (2)

n

_i

  H ô  Ç ì  r  ? /\  e ”   H y Œ • " é ¶ ™ èZ >  > hà ºs “ ¦, σ

i

  H y Œ •

½

¨$ í " é ¶ ™ è_  ×  æ$ í  \  @ /ô  Ç 8 ú x ì ø Í6 £ x é ß –€  & h s  . È Òõ Ö  ¦“ É r r

« Ñ_  ¿ ºa ü < é ß –€  & h \  t à º† < Êà º& h Ü ¼– Ð ³ ð‰ & ³÷ &# Q  6 £ § õ

 ° ú  “ É r d ” Ü ¼– Ð
 è ­ q à º e ”  .

T (E) = exp[−N

atom

( X

i

W

i

σ

i

(E))t] , (3)

#

Œl " f N

atom

“ É r 8 ú x" é ¶  à ºx 9 • ¸(atoms/cm

³

) s “ ¦, W

i



 H ì  r  ? / " é ¶ ™ èZ >  " é ¶  à ºq s “ ¦ t   H r « Ñ_  ¿ ºa (cm) s

 .

×

 æ$ í   y Œ ™û Z Û ¼& 7 ˜à Ô! 3 \ " f ×  æ$ í  _  / B N" î x ß ¼_  \ 



-t  E

1

, E

₂

, E

₃

,. . . { 9 M : d ”  (3)`  ¦ ' Ÿ § > =d ” _  $ í ì  r Ü ¼– Ð

 ? /€    6 £ § õ  ° ú   .

[Ln 1

T (E

j

) ] = N

_atom

× t × [ X

i

σ

_i

(E

_j

)W

_i

]. (4)

#

Œl " f — ¸Ž  H r « э  H C ü < H, N, O _  4t  l ‘ : r ½ ¨

$ í

" é ¶ ™ è– Ð s À Ò# Q4 R e ” 6 £ §`  ¦ & ñ % i “ ¦, i\  @ /ô  Ç ½ + ˓ É r y Œ •

½

¨$ í " é ¶ ™ è\  @ /ô  Ç  כ s “ ¦, j  H ×  æ$ í  / B N" î x ß ¼\  ¦
 ? /



 H t à ºs  . \  -t † < Êà º“   ×  æ$ í   È Òõ Ö  ¦ T (E)  H — ¸ 

–

Ð Â Ò'  ½ ¨Ù þ ¡ . 4 Ÿ ¤ ½ + ËÓ ü t| 9 _  " é ¶  à ºq   H d ”  (4)– Ð Â Ò' 

 

& ñ  ) a  .

d ”

 (4)\ " f, é ß –€  & h (σ(E))  H ×  æ$ í  \  -t \  › ' a >  | ¨ c

÷

 r ë ß –  m   Ó ü t| 9 _  ¿ ºa \ • ¸ _ ” > r ô  Ç .  8 & ñ S X ‰ ô  Ç " é ¶   Ã

ºq \  ¦ ½ ¨ l  0 AK " f r « Ñ_  ¿ ºa \  @ /ô  Ç & ñ ˜ Ð € 9 כ ¹

“ ¦ ¿ ºa \  › ' a >   ) a Ä »´ òé ß –€  & h (σ(E, t))`  ¦  6   x % i  .

Ä

»´ òé ß –€  & h “ É r C ü < H, N, O " é ¶ ™ è y Œ •y Œ •\  @ /K  1 cm – Ð Â

Ò'  20 cm  t  Õ ª ¿ ºa \  ¦ 1 cm m ”  7 £ x r &  MCNPX



ï× ¼– Ð — ¸ \  ¦ : Ÿ x # Œ È Òõ Ö  ¦`  ¦ ½ ¨ô  Ç Ê ê   ¨ 8 Š > í ß – # Œ p

o  ½ ¨Ù þ ¡ . s  Ä »´ òé ß –€  & h “ É r X <s  Z …s Û ¼ o # Œ p  t

r « Ñ_  " é ¶  à ºq \  ¦ ½ ¨½ + É M : r « Ñ_  ¿ ºa \  & h ½ + Ëô  Ç ° ú כ

`

 ¦ & h 6   x # Œ ½ ¨½ + É Ã º e ” • ¸2 Ÿ ¤ % i  .

III. + s ÇÊ ÝÑ ÷ ‚ º8 ý

p

t r « Ñ_  ç ß –é ß –ô  Ç + þ AI  ½ ¨Z > s  0 p x ô  Çt \  ¦ · ú ˜ ˜ Ðl  0

AK   Ž Ø  ¦ l  289 > h\  ¦ 2 " é ¶ C \ P  “ ¦, y Œ •  Ž Ø  ¦ l \  ¦ 

_  i ” ! s q– Ð % i  .  Œ ™y Œ •+ þ Aõ  & ñ  y Œ •+ þ A + þ AI _  r « Ñ\  ¦

& ñ “ ¦ y Œ •y Œ •_  ×  æ$ í   y Œ ™û ZÊ ê 8 ú x‚  5 Å q`  ¦ — ¸ – Ð ½ ¨ô  Ç Ê

ê i ” ! s qZ > – Ð 6 £ §% ò  o % i  . Õ ª   õ \  ¦ Fig. 4 \ 
 ? /

% 3  .

Fig. 4. Detected total fluences at each detector pixel with graphite and ammonium nitrate sample.

&

ñ  Œ ™y Œ •+ þ A_  < É Êƒ  “ É r x 9 • ¸ 1.8 g/cm

³

s “ ¦, & ñ  y Œ •+ þ A

“

  | 9 í ß –€ Œ ™— ¸³ o u“ É r x 9 • ¸ 1.73 g/cm

³

s  .  Ž “ É r Ò  os  | 9 

`

 ¦ à º2 Ÿ ¤ ×  æ$ í   y Œ ™™ è  8 ´ ú §s  { 9 # Qè ß –  Òì  r s “ ¦ ×  æ$ í   È

Òõ  ‚  5 Å q s   8  Œ • . Ñ ü æ  H _ …¿ ºo   H r ï  r ) a ×  æ$ í  \  ¦ ˜ Ð

#

ŒÅ ғ ¦ e ” “ ¦,  ¾ ú  < É ÊÒ  o Òì  r“ É r ×  æ € © œÑ þ ˜Ò  o Òì  r _  €  • 1/100

&

ñ • ¸– Ð ×  æ$ í    Ž Ø  ¦ s   Œ • . < É Êƒ  õ  | 9 í ß –€ Œ ™— ¸³ o u \  _ K 

×

 æ$ í   y Œ ™û Z  ) a + þ AI \  ¦ Ì º§  s  ˜ Ð# ŒÅ ғ ¦ e ” Ü ¼ 9, Õ ª + þ A I

_  ½ ¨Z > s  0 p x † < Ê`  ¦ ˜ Ð# Œï  r  .

x 9

• ¸ 1.63 g/cm

³

_  C-4ü < x 9 • ¸ 0.97 g/cm

³

_  [ O „ ½ Ó`  ¦

@

/y Œ •‚   ~ ½ ӆ ¾ Ó\    5 g ¿ ºa  2 mm · ú ˜À Òp ³ o u ~ ½ Ó5 Å q \  ¿ º“ ¦

×

 æ$ í  y Œ ™û Z\  ¦ — ¸ ô  Ç   õ \  ¦ Fig. 5 \ 
 ? /% 3  . ×  æ € © œ Â

Òì  r   5 g4 R e ”   H r « Ñ ÷  r ë ß –  m   Õ ª Å Ò0 A_  · ú ˜À Òp ³ o u

~ ½ Ó\  _ ô  Ç y Œ ™û Z– Ð Õ ª + þ AI • ¸ ˜ Ðs “ ¦ e ” 6 £ §`  ¦ ^  ¦ à ºe ”  .

Fig. 6“ É r  Ž Ø  ¦ l – Ð Â Ò'  y Œ • r « Ñ_  È Òõ Û ¼& 7 ˜à Ô! 3 `  ¦ % 3 

“ É

r W 1 / B M _   Ž Ø  ¦ l  0 Au \  ¦
 ? /“ ¦ e ”  .

y

Œ

•y Œ • ƒ    \     101  õ  123  , 139  , 170  P :  Ž Ø  ¦ l

s  9  © œ@ /& h Ü ¼– Ð Ì º§  ô  Ç y Œ ™û Z\  ¦ ˜ Ðs   H  Ž Ø  ¦ l \  ¦ e ”  _

– Ð ‚  & ñ # Œ
 ? /% 3  . 101  “ É r Ì º§  ô  Ç y Œ ™û Z\  ¦ ˜ Ðs 



 H 0 Au  ü @_  · ú ˜À Òp ³ o u s 
 / B N l _  È Òõ \  ¦  – Ð
 ? /



 H t \  ¦ ˜ Ðl 0 AK  r + « >6   x # Œì  r Ü ¼– Ð ‚  & ñ ô  Ç  כ s  . y Œ •y Œ • (b) ü < (d)\  K { © œ   H 123  õ  170    Ž Ø  ¦ l _  È Òõ Û ¼& 7 ˜ à

Ô! 3 Ü ¼– РÒ'  r « Ñ_  " é ¶  à ºq \  ¦ ½ ¨ % i  . Fig. 6“ É r 40 MeV _  „   c ” \  _ K  Ò q t$ í  ) a ×  æ$ í   Û ¼& 7 ˜à Ô! 3 `  ¦  6   x ô

 Ç — ¸   õ s  . 2 GeV „   c ” \  _ ô  Ç ×  æ$ í   Û ¼& 7 ˜à Ô

Fig. 5. Detected total fluences at each detector pixel with sugar and C-4 sample wrapped with 2-mm thick Al bag.

Fig. 6. The detector positions used to determine the atomic ratios(simulated with neutron source produced by 40 MeV electron).

!

3 Ü ¼– Ð — ¸ ô  Ç   õ ü < Ä » ô  Ç   õ \  ¦ % 3 6 £ § Ü ¼– Ð+ ‹ È Òõ  Û

¼& 7 ˜à Ô! 3  ì  r$ 3 `  ¦ 0 Aô  Ç  Ž Ø  ¦ l  0 Au  ‚  & ñ • ¸ 1 l x{ 9  • ¸2 Ÿ ¤ Ù þ

¡ .

y

Œ

•  Ž Ø  ¦ l – Ð Â Ò'  % 3 “ É r È Òõ  Û ¼& 7 ˜à Ô! 3 `  ¦ Fig. 7 \ 

 ? /% 3  . Fig. 7_  (b)  H 123   P :  Ž Ø  ¦ l _  0 Au \ 

"

f % 3 # Q”   C-4 4 Ÿ ¤ ½ + ËÓ ü t È Òõ Û ¼& 7 ˜à Ô! 3 s  9, ½ ¨$ í " é ¶ ™ è\  @ / ô

 Ç ENDF-VI  « Ñ_  ×  æ$ í  8 ú x é ß –€  & h Ü ¼– Ð C-44 Ÿ ¤ ½ + ËÓ ü t| 9  _

 8 ú x é ß –€  & h `  ¦ ½ ¨K  d ”  (3)Ü ¼– Ð È Òõ • ¸\  ¦ > í ß – # Œ — ¸ 

 

õ ü < q “ § ½ + É Ã º e ” • ¸2 Ÿ ¤ % i  . Fig. 7_  (d)  H 170    P

:  Ž Ø  ¦ l  0 Au \ " f % 3 # Q”   È Òõ  Û ¼& 7 ˜à Ô! 3 Ü ¼– Ð [ O „ ½ Ó\ 

@

/ô  Ç  כ s  . Fig. 7_  (c)  H C-4 r « Ñü < [ O „ ½ Ór « Ñ   5 g 4

R e ”   H  Òì  r Ü ¼– Ð" f Ê ê~ ½ Ó  Ž Ø  ¦ l  139  \ " f  Ž Ø  ¦ ) a È Òõ  Ö

 ¦ Û ¼& 7 ˜à Ô! 3 s  . y Œ •y Œ • ¿ ºa  5 cm s Ù ¼– Ð   • 2 ;  Òì  r _ 

¿

ºa   H 10 cm s  .

Fig. 7. Transmission spectra at the detector positions (a), (b), (c), and (d) of Fig. 6

È

Òõ  Û ¼& 7 ˜à Ô! 3 Ü ¼– Ð Â Ò'  ½ ¨$ í " é ¶ ™ è_  " é ¶  à ºq \  ¦ d ”  (4)\  ¦  Ö ¸6   x # Œ ½ ¨Ù þ ¡ . 2.08 MeV , 2.94 MeV _  ò ø ͙ èü <

1.32 MeV , 2.35 MeV _  í ß –™ è / B N" î x ß ¼, 1.6 MeV , 1.79 MeV _  | 9 ™ è / B N" î x ß ¼ " é ¶  à ºq  > í ß –\   6   x ÷ &% 3  .

[ O

„ ½ Óõ  C-4Ó ü t| 9 _  ì  r  d ” \  _ ô  Ç " é ¶  à ºq  ‚ à а ú כõ , — ¸



– Ð  Ž Ø  ¦ ) a È Òõ Ö  ¦ – Ð Â Ò'  ½ ¨ô  Ç " é ¶  à ºq \  _ ô  Ç  © œ@ /

š

¸ \  ¦ r « Ñü <  Ž Ø  ¦ l  s _   o \  ¦ ² ú ˜o  €  " f ½ ¨K  Fig. 8 \ 
 ? /% 3  .  Ž Ø  ¦ l ü < r « Ñ s _   o  €  • 1.5 m { 9 M : ‚ à а ú כõ _   © œ@ /š ¸   © œ & h Ü ¼Ù ¼– Ð, s  0 A u

 È Òõ Ö  ¦ Û ¼& 7 ˜à Ô! 3  ½ ¨   H 0 Au – Ð ‚  & ñ ÷ &# Q Fig. 7\  ¦

½

¨Ù þ ¡ . Fig. 9“ É r  Ž Ø  ¦ l ü < C-4 r « Ñ  s _   o \    É r

½

¨$ í " é ¶ ™ è_  " é ¶  à ºq \  ¦ ‚ à а ú כõ  † < Êa  q “ §ô  Ç  כ s  . 1.5 m  o \ " f  Ò'  à º™ èü < ò ø ͙ è_  € ª œs  % i „  ÷ &# Q ˜ Ð  & ñ S X

‰ ô  Ç > í ß –   õ \  ¦ ˜ Ðs “ ¦ e ”  . # 3 Y V_  F ‹ c   ñ 5 Å q Õ ü w    H C-4 r « Ñ_  ì  r  d ” \  _ ô  Ç y Œ • " é ¶  _  " é ¶  à ºq s  .

È

Òõ Ö  ¦`  ¦ y Œ • ½ ¨$ í " é ¶ ™ è_  Ä »´ òé ß –€  & h õ  † < Êa  „  > h # Œ

½

¨ô  Ç > í ß –   õ \  ¦ Table 1 \ 
 ? /% 3  . y Œ •  Ž Ø  ¦ l _  " é ¶



à ºq \  ¦ ì  r  d ” \  _ ô  Ç ‚ à а ú כõ  š ¸ \  ¦ † < Êa  q “ § # Œ

 ? /% 3  . y Œ •y Œ • ' Í P : ×  ¦ _  " é ¶  à ºq   H r « Ñ_   o† < Æd ” 

\

 _ ô  Ç " é ¶  à ºq s “ ¦   É r ×  ¦“ É r ×  æ$ í   y Œ ™û Z — ¸ _     õ

– Ð ½ ¨K ”   " é ¶  à ºq \  ¦
  · p .

Fig. 8. Relative error trends for a sugar and C-4 sample as a function of the distance from the detector.

Fig. 9. Elemental atomic ratios for a 5-cm thick C-4 compound sample as a function of the distance from the detector.

 Ž

Ø  ¦ l   s _     – Ð" f ¿ ºa  1 mm_  · ú ˜À Òp ³ o u`  ¦   6

  xÙ þ ¡`  ¦ M :_  " é ¶  à ºq   H [ O „ ½ Ós  71.4 %, | 9 í ß –€ Œ ™— ¸³ o u s  96.1 % – Ð > í ß – ÷ &% 3 Ü ¼
, × ¼¶ o u    – Ð @ /’  ½ + ÉM : Ta- ble 1 _    õ \ " f % ƒ! 3  €  • 3C  s  © œ_  & ñ S X ‰$ í `  ¦ ` (  H > h

‚

  ´ òõ \  ¦ ^  ¦ à º e ” % 3  . ) í Û ¼J $ ™`  ¦    – Ð  6   xÙ þ ¡`  ¦ M : C-4   H 36.9 % Õ ªo “ ¦ [ O „ ½ ӓ É r 39.6 % – Ð š ¸  > í ß –÷ &

#

Q × ¼¶ o u`  ¦  6   x ½ + É M :, ˜ Ð   8 & ñ S X ‰ ô  Ç " é ¶  à ºq \  ¦ % 3 `  ¦ Ã

º e ” % 3  . Table 1\ " f  H C-4 ü < [ O „ ½ Ós  2 mm ¿ ºa _  · ú ˜ À

Òp ³ o u ~ ½ ÓÜ ¼– Ð Ñ ü t  Q  # Œ e ” `  ¦ M :_  > í ß –`  ¦
 ? /“ ¦ e ”

 . Õ ª Q
 · ú ˜À Òp ³ o u ~ ½ Ó`  ¦ ] jü @ “ ¦ " é ¶  à ºq \  ¦ >  í

ß –ô  Ç   õ   H y Œ •y Œ • 32.7 % ü < 32.6 %_  š ¸  > í ß –÷ &Ù ¼

–

Ð €  • 6% & ñ • ¸_  > h‚  ´ òõ \  ¦ ^  ¦ à º e ” % 3  .

40 MeV _  „   c ” \  _ ô  Ç F  g×  æ$ í   ‚  5 Å q Ü ¼– Ð > á ¤ ° ú  “ É r

—

¸ \  ¦ z  ´' Ÿ ô  Ç   õ  2 mm ¿ ºa _  · ú ˜À Òp ³ o u ~ ½ ÓÜ ¼– Ð Ñ ü t



Q “   C-4   H 39.8 %, [ O „ ½ ӓ É r 34.4 % _   © œ@ /š ¸ \  ¦ ˜ Ð

Table 1. Detemined atomic ratios at the different detec- tor positions

^a

Sample Atomic composition ratias Relative materials ( W

C

: W

H

: W

N

: W

O

) error AMMONIUM

NITRATE ( 0 : 0.44 : 0.22 : 0.33 )

(H

4

N

2

O

3

) ( 0.045 : 0.432 : 0.234 : 0.289 ) 11.0%

C-4 ( 0.174 : 0.348 : 0.239 : 0.239 )

(C

8

H

16

N

11

O

11

) ( 0.284 : 0.322 : 0.289 : 0.105 ) 34.5%

( 0.314 : 0.285 : 0.294 : 0.107 )

^∗

39.8%

SUGAR ( 0.265 : 0.49 : 0 : 0.245 )

(C

13

H

24

O

12

) (0.346 : 0.420 : 0.120 : 0.114) 36.5%

(0.372 : 0.429 : 0.087 : 0.112)

^∗

34.4%

GRAPHITE ( 1.0 : 0.0 : 0.0 : 0.0 )

(C) ( 0.837 : -0.010 : 0.066 : -0.087 ) 23.3%

a

C-4 and sugar were wrapped with 2 mm Al and

∗ resulted from photoneutron by 40 MeV incident electron.

%

i  . s   H Table 1 \ 
  · p  ü < ° ú  s , 2 GeV „   c ” \  _

ô  Ç F  g×  æ$ í   ‚  " é ¶ Ü ¼– РÒ' _  C-4   õ ˜ Ð • ¸ 5 % & ñ

•

¸  8  H š ¸ \  ¦ ˜ Ð% i t ë ß –, [ O „ ½ Ó\  e ” # Q" f  H š ¸y  9 €  • 2% & ñ • ¸  8 & ñ S X ‰ ô  Ç ° ú כ`  ¦ ˜ Ð% i  . 40 MeV „   c ” \ _ ô  Ç F 

g×  æ$ í   ‚  " é ¶ Ü ¼– Ð Â Ò' _  ×  æ$ í   % ò  © œ\  e ” # Q" f• ¸ Fig.

6 \ " fü < ° ú  s  2 GeV „   c ” \  _ K  Ò q t$ í  ) a ×  æ$ í  \  ¦   6

 

x ô  Ç % ò  © œõ  È Òõ Ö  ¦ \    É r ° ú כ s ü < í ß –ê ø Ís  š ¸y  9 & h 

#

Q, r « Ñu à º\  ¦ 7 á §  8 & ñ S X ‰ y 
 ? / ˜ Ðs   H  כ Ü ¼– Ð ˜ Ð s


 @ /^ ‰& h Ü ¼– Ð Ä » Ù þ ¡ .

IV. + s Ç Â ] Ø

2 GeV „   c ” \  _ K  Ò q t$ í  ) a “ ¦5 Å q ×  æ$ í  \  ¦  6   x 

“

¦ 289> h_  $ 3 F  g Ž Ø  ¦ l \  ¦ & ñ ~ ½ ÓC \ P  # Œ y Œ • Ž Ø  ¦ l Z >  8 ú x È

Òõ • ¸\  ¦ i ” ! s q o † < ÊÜ ¼– Ð+ ‹ p t r « Ñ_  % ò  © œ`  ¦ % 3 # Q˜ Ѐ Œ ¤ Ü

¼ 9,  Ž Ø  ¦ l _  ß ¼l “   €  • 1“  u  & ñ • ¸_  K  © œ• ¸– Ð r « Ñ + þ

AI _  ½ ¨Z >  0 p x$ í s  e ” 6 £ §`  ¦ — ¸ – Ð  Ž 7 £ x % i  . ô  Ǽ #  y

Œ

•  Ž Ø  ¦ l Z > – Ð ½ ¨ô  Ç È Òõ  Û ¼& 7 ˜à Ô! 3 Ü ¼– Ð Â Ò'  ½ ¨$ í " é ¶ ™ è Z >

 Ä »´ òé ß –€  & h `  ¦  6   x # Œ È Òõ Ö  ¦`  ¦ „  > h† < ÊÜ ¼– Ð+ ‹ p  t

r « Ñ_  " é ¶ ™ èZ >  " é ¶  à ºq \  ¦ ½ ¨K ‘ : r   õ , þ j@ / 10 % ? / _

 š ¸ – Ð ó ø ÍZ >  0 p x † < Ê`  ¦ S X ‰ “  ½ + É Ã º e ” % 3  . r « Ñü <  Ž  Ø

 ¦ l   s _   o \  ¦  € ª œ >  # Œ  Ž Ø  ¦ l  Z >  " é ¶  à ºq 

\

 ¦ ½ ¨K ‘ : r   õ  €  • 150 cm  o \ " f þ j@ /_  & ñ S X ‰ • ¸– Ð " é ¶



à ºq    & ñ ÷ &Ù ¼– Ð, — ¸Ž  H — ¸ \  ¦ s   o \  ¿ º“ ¦ z  ´' Ÿ 

% i  . ¿ ºa  2 mm _  · ú ˜À Òp ³ o u ~ ½ ÓÜ ¼– Ð Ñ ü t  Qø ß – r « Ñ _

 ×  æ$ í  % ò  © œ• ¸– Ð Â Ò'  r « Ñü < ~ ½ Ó_  ¿ ºt  + þ AI 

1 l

x r \  S X ‰ “  ÷ &% 3  .

40 MeV „   c ” \  _ K  µ 1 ÏÒ q t ) a ×  æ$ í  c ” `  ¦  6   x # Œ

—

¸ ô  Ç   õ   H 2 GeV „   c ” \ _ ô  Ç ×  æ$ í  ‚  " é ¶`  ¦  6   x ô

 Ç   õ ü < ×  æ$ í  % ò  © œ• ¸ü < r « ÑZ >  " é ¶  à ºq  > í ß –\   H

s \  ¦ ˜ Ðs t  · ú §€ Œ ¤ . Õ ªo “ ¦ z  ´+ « >\  Ä »6   x ô  Ç 0.1 ∼ 10 MeV @ / ×  æ$ í  \  ¦ ] j/ B N “ ¦ 1 kW c ” Ø  ¦§ 4 õ  c ” ` O Û ¼ ì ø Í4 Ÿ ¤ Ò

 ¦ 10 kHz{ 9 M : €  • 1000C _    É r  Ž Ø  ¦5 Å q • ¸ † ¾ Ó © œs  l @ /

÷

&Ù ¼– Ð ™ è+ þ A „   5 Å q l \  ¦ ×  æ$ í  c ” " é ¶ Ü ¼– Ð  6   x # Œ p  t

r « Ñ_  % ò  © œõ  " é ¶  à ºq   Ž Ø  ¦ s  6   x s  >  & h 6   x 0 p x

†

< Ê`  ¦ — ¸ – Ð S X ‰ “   % i  .

P

c p 8 ý ò k >

‘

: r ƒ  ½ ¨  H 2006¸  • ¸ Ö  ¦ í ß –@ /† < Ɠ § † < ÆÕ ü tƒ  ½ ¨q  t " é ¶ \  _  K

 s À Ò# Q& ’ _ þ v m  .

Y

c p w Š à U Ø ”  ô

[1] D. R. Brown and T. Gozani, Nucl. Instr. and Meth.

B 99, 753 (1995).

[2] G. Vourvopoulos and P. C. Womble, App. Phy. Ins.

TALANTA 54, 459 (2001).

[3] W. C. Lee and D. B. Mahood, et al., Nucl. Instr.

and Meth. B 99, 739 (1995).

[4] Andy Buffler, Radiation Physics and Chemistry 71, 853 (2004).

[5] G. Viesti and M. Cinausero, et al., Nucl. Instr. and Meth. A422, 918 (1999).

[6] C. E. Moss, C. A. Goulding, C. L. Hollas and W. L.

Myers, IEEE Trans. Nucl. Sci. 51 (4), 1677 (2004).

[7] F. D. Brooks, A. Buffler, M. S. Allie, K. Bharuth- Ram, M. R. Nchodu and B. R. S. Simpson, Nucl.

Instr. and Meth. A410, 319 (1998).

[8] J. C. Overley, M. S. Chmelik, R. J. Rasmussen, R.

M. S. Schofield and H. W. Lefevre, Nucl. Instr. and Meth. B99, 728 (1995).

[9] B. Kiraly, L. Olah and J. Csikai, Radiation Physics and Chemistry 61, 781 (2001).

[10] H. J. Jung, J. H. Bae and J. H. Hwang, Proc. of 2003 KARP fall meeting, Kor. Asoc. for Radiation Protection, (2003).

[11] H. S. Lee, et al., “Study on detection technique of

illicit materials using pulsed fast white neutron anal-

ysis.” to be published in Nucl. Instr. and Meth.

[12] K. E. Sale, Proc. of the Particle Accelerator Confer- ence, Vol.3, pp. 1663, 17-20, May, (1993) .

[13] R. Loveman, J. Bendahan, T. Gozani and J. Steven- son, Nucl. Instr. and Meth. B99, 765 (1995).

[14] J. E. Eberhardt, S. Rainey, et al., Applied Radiation and Isotopes 63, 179 (2005).

[15] M. J. M¨ uhlbauer, et al., Nucl. Instr. and Meth.

A542, 324 (2005).

[16] B. Masschaele, M. Dierick, et al., Nucl. Instr. and Meth. A542, 361 (2005).

[17] V. Dangendorf, et al., Nucl. Instr. and Meth. A535, 93 (2004).

[18] J. C. Overley, IEEE Trans. Nucl. Sci. 30 (2), 1677 (1983).

[19] J. C. Overley, Nucl. Instr. and Meth. B24/25, 1058 (1987).

[20] T. Gozani, Nucl. Instr. and Meth. B79, 601 (1993).

[21] P. P. Gokhale and E. M. A. Hussein, Appl. Radiat.

Isot. 48, No. 7, 973 (1997).

[22] S. K. Ko, et al, Sae Mulli(The Korean Physical So- ciety) 50, 18 (2005).

[23] J. S. Hendricks, et al., MCNPX, version 2.5 E, Los Alamos National Laboratory, LA-UR-04-0570 (2004).

[24] T. Sato, et al., Nucl. Instr. and Meth. A463, 299 (2001).

[25] M. J. Berger and S. M. Seltzer, Phy. Rev. C2, 621

(1970).

Analysis of Atomic Fractions and the Radiographic Characteristics by Fast-Neutron Attenuation

Soo Ryul Park, Bo Young Lee and Seung Kook Ko

^∗

Department of Physics, University of Ulsan, Ulsan, 680-749

Hee-Seock Lee

Pohang Accelerator Laboratory/POSTECH, Pohang, 790-784 (Received 22 May 2006)

The possibility of discriminating the shapes and the atomic ratios simultaneously for blind materials has been studied by using the attenuation of irradiated white fast neutrons with the MCNPX code simulations. Graphite, ammonium nitrate, C-4, and sugar were selected as testing materials. The neutron energy spectrum produced by bombarding 2-GeV incident electrons on the Pb or Bi target was adopted. Neutron detection with and without the blind material was done with a 2.4-cm wide, 2.4-cm high 5-cm long 17 x 17 square-type NE-102 plastic scintillator array with a total number of 289. The atomic ratios were determined by using the elemental effective cross sections to on fold the transmittances for the specific detector-shown apparent shape of the testing material and were compared with the true values derived from the molecular formulae. The atomic ratios of the tested materials wrapped with 2-mm aluminium bags were compared with the results obtained without the bag. Cadmium or tungsten was substituted as the interlayer material of the detectors to get more precise data, and the relative errors were reduced considerably. The atomic ratios and the radiograph obtained by using the MCNPX code simulation with the neutron spectrum produced by the 40-MeV incident electron beam correspond with the photoneutron results for a 2-GeV incident electron beam.

PACS numbers: 28.20.Gd

Keywords: Fast neutron attenuation, Neutron radiograph, Transmittance, Atomic ratio, Unfolding

∗

E-mail: [email protected]