Ö ¸6 x ¦ e . Ta ³ ð& h 1 p x\ { 9 H \ _ K Ä »µ 1 Ï ) a F g I õ & ñ × æ_ F gÙ þ ì ø Í6 £ xÜ ¼ Ð Â

(1)

5 Å

ql \ ¦ y y s 6 x # ` O Û ¼+ þ A × æ$ í z ´+ « >r [ O , PHERFü < PNF\ ¦ ½ ¨» ¡ ¤ % i Ü ¼ 9 Ù þ Ó ü to < Æ ½ ¨ 1 p x

\

Ö ¸6 x ¦ e . Ta ³ ð& h 1 p x\ { 9 H \ _ K Ä »µ 1 Ï ) a F g I õ & ñ × æ_ F gÙ þ ì ø Í6 £ xÜ ¼ Ð Â

Ò' { 9 1> h{ © 0.1> h_ × æ$ í \ ¦ Ò q t$ í ô Ç . 5 Å q Û ¼& 7 à Ô! 3 ` ¦ t H ¿ º ` O Û ¼+ þ A × æ$ í " é ¶` ¦ s

6 x # 1998¸ s Ê ê Ù þ Ó ü to < Æõ ' aº ) a ª ô Ç ½ ¨\ ¦ Ã º' ¦ e . 2.5 GeV _ Ø æ[ t\ _ K

Ò q t$ í ÷ & H Ã º MeV\ " f 400 MeV\ s Ø Ô H F g× æ$ í x 9 ª $ í , × æ ª _ p ì r Ò q t$ í Ò ¦` ¦ 8 £ ¤& ñ % i

¦, 1 keV s _ × æ$ í \ ¦ s 6 x # Å Òכ ¹ " é ¶ è\ @ /ô Ç é ß & h 8 £ ¤& ñ ` ¦ Ã º' ¦ e . s Qô Ç z ´+ « >

õ H ª ô Ç Monte Carlo ï× ¼ü < Ù þ « Ñ ï× ¼_ $ u ( ç 6 x « Ñ Ð" f 6 x÷ & ¦ e . ¢ ¸ô Ç ¦\ - t

~ ½ Ó © ` ¦ s 6 xô Ç 6 £ x6 x ½ ¨ ¸ Ã º' ¦ e .

PACS numbers: 25.20.Lj, 29.17.+w, 29.25.Dz

Keywords: +þA5Åql, FgÙþìøÍ6£x, `OÛ¼+þA ×æ$í"é¶, q'rçßZO, ×æ$í éß&h

I. " e Â ] Ø

í ½ Ó5 Å ql ½ ¨ è_ Å Ò[ O q H 2.5 GeV $ © a Aõ { 9

© u 2.5 GeV + þ A5 Å ql Ð ½ ¨$ í ) a í ½ Ó~ ½ Ó F

g5 Å ql (PLS, Pohang Light Source)s . PLS_ ~ ½ Ó F

gs 6 x É r l íõ < ÆÜ ¼ ÐÂ Ò' 6 £ x6 xõ < Æ, _ < Æ\ s Ø Ô H

ª

ô Ç ì r \ " f ² D G_ ½ ¨% i | ¾ Ó` ¦ ß ¼> y © or v ¦ e

[1]. 1 l xr \ 2.5 GeV + þ A5 Å ql _ ´ ú é ß Â Ò\ H GeV/ å L c ` ¦ f ] X ½ ¨\ Ö ¸6 x½ + É Ã º e H z ´+ « > r [ O (PHERF, Pohang High Energy Radiation Facility)` ¦ [ O u

% i Ü ¼ 9 [2–4] Z > ¸_ 80 MeV + þ A5 Å ql \ ¦ s 6

x # × æ$ í r [ O (PNF, Pohang Neutron Facility)` ¦

½

¨» ¡ ¤ [5,6] # , 1998¸ s Ê ê Ù þ Ó ü to < Æ ½ ¨ 1 p x\ Ö ¸6 x

¦ e .

Taü < ° ú É r ¿ º î r ³ ð& h \ { 9 H \ _ K Ä »µ 1 Ï

÷

& H F g I õ & ñ × æ\ Z } É r \ -t _ F g H @ / s

F G/ B N" î , Ä » × æ ª Ô æõ , s × æç ß Ò q t$ í 1 p x_ F gÙ þ ì

ø

Í6 £ x` ¦ : xK { 9 ÷ & H 1> h{ © 0.1> h_ 5 Å qÛ ¼& 7 à Ô! 3

`

¦ t H × æ$ í \ ¦ Ò q t$ í > ) a . + þ A5 Å ql _ :

£

¤$ í \ ´ ú Æ Ò# Q PHERFü < PNF\ " f Ò q t$ í ÷ & H × æ$ í H y

y 10 Hz _ nsecü < µsec_ Ã ºï r_ ` O Û ¼; ¤` ¦ t 9 5

Å

qÛ ¼& 7 à Ô! 3 _ \ -t : £ ¤$ í ` ¦ · p . ` O Û ¼+ þ A × æ$ í

∗E-mail: [email protected]

" é ¶ É r, q ' r ç ß (TOF)ì r$ 3 Z O 1 p x_ ~ ½ ÓZ O Ü ¼ Ð, r ç ß & ñ

Ð\ ¦ s 6 xô Ç ½ ¨\ B Ä º ´ òõ & h ¸½ ¨s .

:

r 7 Hë H\ " f H PHERFü < PNF\ ¦ s 6 xô Ç í ½ Ó5 Å ql

½ ¨ è_ Ù þ Ó ü to < Æì r \ @ /ô Ç ½ ¨ õ ü < u \ ¦ è> h

¦ ¾ ÓÊ ê Ö ¸6 x } © \ @ /K l Õ ü tô Ç . ¢ ¸ô Ç Ã º' ÷ & ¦ e

H 6 £ x6 x ½ ¨_ õ ¸ < Êa è> hô Ç .

II. ¹ Å Ò ×M õ u § T Ó Þ X ¢ ÷ m Ç] M öS כ r Ç

1. Pohang High Energy Radiation Facility

í ½ Ó~ ½ Ó F g5 Å ql _ { 9 © u + þ A5 Å ql H 10 Hz_ c ` O Û ¼ì ø Í4 ¤Ò ¦õ 1 nsec_ c ` O Û ¼; ¤` ¦ t ¦

í{ © 10

¹¹

∼ 10

¹²

> h_ \ ¦ 2.5 GeV Ð 5 Å qr [1].

Fig. 1õ ° ú s + þ A5 Å ql _ ´ ú é ß Â Ò\ H c ` ¦ f

] X r « Ñ ³ ð& h \ ¸ ½ + É Ã º e H 2> h_ ³ ð& h / B Nç ß ` ¦ [

O

u % i ¦, s כ ` ¦ Ö ¸6 x # ª ô Ç ½ ¨\ ¦ ½ + É Ã º e ¸ 2

¤ % i . 1 ³ ð& h 0 Au \ H c _ { 9 ~ ½ Ó ¾ Óõ 90

¸ ~ ½ Ó ¾ Ó\ ¿ ºa 2.5 m_ B Hß ¼o à Ô Ð r ï r ) a f â s 158 mm { 9 Ø ¦6 x ½ ¨" í ` ¦ [ O u # TOF ~ ½ Ód _ { 9

Ø ¦ x 9 { 9 È Òõ z ´+ « >` ¦ ½ + É Ã º e ¸2 ¤ % i [7]. ³ ð

&

h

2 t & h \ " f H 48 ¸ü < 140 ¸_ TOF z ´+ « >6 x ½ ¨ ¸Ó ü tõ

<

Êa c _ f ] X ¸ \ ¦ : xô Ç Ó ü t$ í ½ ¨\ ¦ ½ + É Ã º e H

-94-

(2)

Fig. 1. Schematic view of Pohang High Energy Radiation Facility.

2.1 × 2.1 × 2.0 m

³

ß ¼l _ z ´+ « >/ B Nç ß s S X Ð÷ &# Q e [8, 9]. TOF r Û ¼% 7 É r { 9 _ ~ ½ Ó ¾ Ó\ @ /K " f 3> h y ¸

\

(48

^◦

, 90

^◦

, 140

^◦

) [ O u ÷ &# Q e Ü ¼ 9 q ' o H 6.8 m

∼ 10.4 m s . # l " f Ò q t$ í ÷ & H × æ$ í _ \ -t H 1 MeV s \ " f 400 MeV s © t s Ø Ô 9 ¿ º î r ³ ð& h

`

¦ 6 x í{ © 10

¹⁰

∼ 10

¹¹

> h_ × æ$ í ~ ½ ÓØ ¦ ) a .

8 £

¤& ñ & ñ x 9 ¸\ ¦ ¾ Ó © r v l 0 AK 90

^◦

~ ½ Ó ¾ Ó\ " f 15 m U ´ s

_ q ' o \ ¦ S X Ð ¸2 ¤ r [ O ` ¦ > h ½ + É \ V& ñ s .

2. Pohang Neutron Facility

[

j> & h Ü ¼ Ð è+ þ A 5 Å ql \ ¦ s 6 xô Ç ` O Û ¼+ þ A × æ$ í z

´+ « >r [ O s × ¦# Q[ þ t ¦ e H ì ø Í \ Ö ¸6 xì r \ @ /ô Ç כ ¹

½

¨ H > 5 Å q÷ & ¦ e # Q PNF\ @ /ô Ç × æכ ¹$ í É r Z } . PNF

H 80 MeV + þ A5 Å ql \ ¦ (c ` O Û ¼; ¤ 1 µsec, c ` O Û ¼ ì

ø

Í4 ¤Ò ¦ 10 Hz) s 6 x # Í ty Ã º8 £ xs í < Ê ) a 8 £ x ~ ½ Ód _

Ta ³ ð& h \ " f Ò q t$ í ÷ & H @ /s F G/ B N" î × æ$ í \ ¦ Ö ¸6 x ô

Ç r [ O s . { 9 _ 90

^◦

~ ½ Ó ¾ Ó\ TOF z ´+ « >6 x × æ$ í

Ø ¦½ ¨\ ¦ [ O u % i Ü ¼ 9 ½ ¨^ & h r [ O _ ½ ¨ ¸ü < > 8

£

¤> : x É r Fig. 2ü < ° ú [6]. s Qô Ç " é ¶ É r \ P × æ$ í \

"

f ¦5 Å q× æ$ í \ s Ø Ô H \ -t ½ ¨ç ß \ " f \ -t Z > é

ß

& h ` ¦ 8 £ ¤& ñ HX < B Ä º Ä »6 x . × æ$ í \ -t _

×

æç ß ° ú כs 1 ∼ 2 MeV Ð oÛ ¼R / ÷ì r í\ ¦ t 9 r « Ñ t & h

\

" f_ \ P × æ$ í 5 Å q` ¦ þ j@ / Ð Z }s l 0 AK Ó ü tõ 2 ;

`

¦ y 5 Å qF Ð Ö ¸6 x % i . 1 keV s _ × æ$ í \ ¦ s 6 x

# Å Òכ ¹ " é ¶ è\ @ /ô Ç × æ$ í é ß & h ` ¦ 8 £ ¤& ñ ¦ e

. × æ$ í \ -t H TOF r Û ¼% 7 \ _ K " f S X ÷ & 9 þ j

@

/ q ' o H 12 ms . ¸ ú · ú 9 / B N" î \ -t \ ¦ ° ú H r

« Ñ\ ¦ s 6 x # & ñ S X ô Ç q ' o \ ¦ 8 £ ¤& ñ % i Ü ¼ 9 s \ ¦ :

xK & ñ x 9 ¸\ ¦ S X Ð ¦ e .

¢

¸ô Ç F g× æ$ í \ _ ô Ç ~ ½ Ó o8 £ ¤& ñ z ´+ « >s 0 p x 9 s

\

¦ : xK × æ$ í _ ì r íü < $ \ -t F gÙ þ ì ø Í6 £ xé ß & h ` ¦ 8 £ ¤

&

ñ

¦ e [10].

Fig. 2. Experimental arrangement and block diagram of

data acquisition for the transmission measurement at the

PNF.

(3)

Fig. 3. Differential yields of photoneutrons generated from 10 Xo-thick targets by incident electrons with 2.0 GeV:

(a) Pb, (b) W, (c) Sn, (d) Cu. Dots mean measured yields and lines are calculated ones using MCNPX 2.5e [9].

III. { ¿ ?ö n ÚP ] K ¡ ì Å

1. ° Ë Ñ{ ¿ ? m Ö « ì Å

¦\ -t 5 Å ql Ù þ õ < Æ` ¦ q 2 ©ô Ç ª ô Ç ì r

\

" f Ö ¸6 x÷ &t ë ß Ó ü t| 9 õ Ø æ[ t½ + É M : ª ô Ç â Ð

\

¦ : xK " f Ò q t$ í ÷ & H { 9 \ @ /ô Ç & ñ S X ô Ç & ñ Ð\ ¦ ] j/ B N l

\ H z ´+ « > « Ñ Â Ò7 á ¤ ¦, > í ß ï× ¼ H ø @$ í s Z }

É

r õ \ ¦ ] jr t 3 l w ¦ e [9]. 5 Å ql \ " f_ {

9 , ~ ½ Ó _ Ò q t$ í ^ > \ ¦ ¶ ú ( R Ð : £ ¤y 150 MeV s

©

_ \ -t \ " f F gÙ þ ì ø Í6 £ x\ @ /ô Ç ì ø Í6 £ xé ß & h ¢ ¸ H ì ø Í 6

£

x ^ > \ @ /ô Ç ½ ¨ õ Â Ò7 á ¤ .

í ½ Ó5 Å ql ½ ¨ è_ PHERF H 1 nsec_ Â ú ª É r c

` O

Û ¼\ ¦ 6 x l M :ë H\ Ä ºÃ ºô Ç r ç ß ì rK 0 p x_ e ± & h ` ¦ t

¦ e . " f 2.0 ∼ 2.5 GeV_ \ ¦ C (Z = 6)\

"

f Bi (Z = 83)\ s Ø Ô H ª ô Ç " é ¶ è_ ³ ð& h \ ¸

#

F gÙ þ ì ø Í6 £ x\ _ K Ò q t$ í ÷ & H × æ$ í , ª $ í x 9 × æ ª 1

p

x_ p ì rÒ q t$ í Ò ¦` ¦ 8 £ ¤& ñ % i ¦, & ³F [ j> & h Ü ¼ Ð V , o

Ö

¸6 x÷ & ¦ e H 7 H_ \ ¦ Ð > í ß ï× ¼ EGS4+PICA, MCNPX, MARS, FLUKA 1 p x` ¦ s 6 xô Ç > í ß õ ü < q

§ < ÊÜ ¼ Ð+ s Qô Ç ï× ¼ 1 p x` ¦ > h l 0 Aô Ç $ u ß ¼

« Ñ Ð Ö ¸6 x ¦ e [9, 11]. ¢ ¸ô Ç 0.5 Xo (radiation length)\ " f 10 Xo\ s Ø Ô H # Q é ß > _ ¿ ºa \ ¦ ° ú H ³ ð

&

h

\ @ /ô Ç × æ$ í Ò q t$ í Ò ¦` ¦ 8 £ ¤& ñ < ÊÜ ¼ Ð+ ³ ð& h ¿ ºa x 9

"

é

¶ è\ É r F g× æ$ í _ Ò q t$ í : £ ¤$ í ` ¦ ¸ % i . Fig.

3 É r ¿ ºa 10 Xos ¦ Ð[ j Ð ; ¤s y y 5 cm Cu,

Sn, W, Pb ³ ð& h \ @ /ô Ç F g× æ$ í p ì rÒ q t$ í Ò ¦` ¦ 48

^◦

, 90

^◦

,

140

^◦

\ " f 8 £ ¤& ñ ô Ç õ \ ¦ Ð# ï r .

(4)

Fig. 4. Comparison of the measured total cross-section of natural Mo with the predicted one from the SAMMY fitting.

2. ú n ÞV R Ë ¹ Å mì ÅX ì Ä ¤X N Ë

10.8 m_ q ' o \ " f NIM õ CAMAC l ì ø Í_ X <

s

' S \ 1 p q © u ü < f â 13.5 cm, ¿ ºa 1.5 cm Li glass scintillator\ ¦ s 6 x # × æ$ í TOF ~ ½ Ód Ü ¼ Ð Ta, W, Ti, Dy, Sm, Al, Mo 1 p x_ r « Ñ\ @ /ô Ç × æ$ í é ß & h ` ¦ 8 £ ¤

&

ñ

% i [12–14]. \ _ ô Ç ] j1 l x4 ¤ x 9 × æ$ í

íS \ y _ % ò ¾ Ó` ¦ ] j l 0 AK n-γ + þ Aì rZ > Z O ` ¦ 8

£

¤& ñ > : x\ & h 6 x % i . " é ¶ Ð [ O > x 9 × æ$ í Ù þ ì ø Í6 £ x _

l í ½ ¨ Ð" f s Qô Ç 8 £ ¤& ñ õ H × æכ ¹ô Ç _ p \ ¦ t

9 ² D G? / Ù þ « Ñ> hµ 1 Ï Õ ªÒ ¨_ $ u ( ç « Ñ Ð Ö ¸6 x÷ & ¦ e

[14]. Fig. 4 H Ù þ « Ñ > hµ 1 Ï6 x_ ï r0 A R-' § > = ï

×

¼ SAMMY [15]\ ¦ s 6 xô Ç > í ß õ ü < q §ô Ç Mo_

×

æ$ í é ß & h 8 £ ¤& ñ õ s .

3. ì Å + s ÇÊ Ý õ m Í S כ r Ç8 ý Í Ó ÞV

Ù þ

ì r\ P õ Ù þ Ö 6 x½ + Ëì r \ " f D h Ðî r Ó ü t| 9 \ @ /ô Ç '

½

¨\ ¦ 0 Aô Ç Ù þ « Ñ כ ¹½ ¨÷ & ¦ e Ü ¼ 9 ² D G? /\ " f ¸ ^ >

&

h

Ù þ « Ñ r Û ¼% 7 ` ¦ ½ ¨» ¡ ¤ ¦ ¸§ 4 ¦ e [14].

¢

¸ô Ç þ j H\ OECD/NEA H Ù þ õ < Æ` ¦ 0 AK כ ¹½ ¨÷ & H r [

O

\ @ /ô Ç & ³S ! ` ¦ ¸ ¦ ¾ ÓÊ ê 9 כ ¹ô Ç ½ ¨r [ O _ כ ¹

½

¨ ¸| ` ¦ & ñ o l 0 Aô Ç ½ ¨Õ ªÒ ¨` ¦ 1 l x ¦ e [16].

s

Qô Ç r @ /& h כ ¹½ ¨\ ´ ú Æ Ò# Q í ½ Ó5 Å ql ½ ¨ è ½ ¨

»

¡

¤ô Ç PHERFü < PNF H Ù þ õ < Æ ì r \ 9 כ ¹ô Ç « Ñ\ ¦ Ò q t

$ í

¦ e Ü ¼ 9 $ u ( ç « Ñ 9 כ ¹ô Ç s : rÕ ªÒ ¨Ü ¼ ÐÂ Ò '

Å Ò3 l q~ Ã Î ¦ e . PHERF_ ` O Û ¼+ þ A × æ$ í r [ O É r × æ

$ í

8 £ ¤& ñ l Õ ü t> hµ 1 Ïõ ° ú É r l í Ù þ Ó ü to 8 £ ¤& ñ z ´+ « >, ~ ½ Ó

$ í

` l Ó ü t 1 p xõ ° ú É r ¨ 8 â Ð ñ\ ¦ 0 Aô Ç × æ$ í é ß & h 8 £ ¤

Fig. 5. Improvement of radiation resistance at low tem- perature [18].

&

ñ

, { 9 Ó ü to < Æ z ´+ « > © u 6 x > hµ 1 Ï Ø ¦l _ r + « >, Ä ºÅ Ò r

[ O 6 x Â Ò¾ ¡ §_ $ í 0 p xr + « >, × æ$ í | ¾ Ó 8 £ ¤& ñ Z O _ > hµ 1 Ï 1 p x

\

Ö ¸6 x÷ & ¦ e .

IV. Ö « Ó Þ ì Å

1. W _ Ë V Ä8 ý ´ o ôV ê s

y

©

§ 4 ô Ç l © ` ¦ ~ ½ ÓØ ¦ H % ò ½ ¨ $ 3 \ @ /ô Ç ½ ¨ H ¸

½

l ç ß 1 l xî ß t 5 Å q÷ &# Q M ® o ¦ HA \ H NdFeB s SmCo 1

p

:

£

¤y { 9 5 Å ql ì r \ " f $ 3 ` ¦ @ /^ H Ö ¸6 x~ ½ Óî ß s

$ 3 É r ~ ½ Ó F g5 Å ql ^ _ $ í 0 p x` ¦ & ñ f ± H × æכ ¹ô Ç Â Ò ì

\

-t \ _ ô Ç Ò q t$ í ) a ~ ½ Ó s % ò ½ ¨ $ 3 _ » 1 Ï

&

ê Ã º' # ¸ ¦ e Ü ¼ 9 ª ô Ç % ò ½ ¨ $ 3 \ @ /ô Ç X <s '

& ñ f ± H Å Òכ ¹ כ ¹ × æ_ % ò ½ ¨ $ 3 _ ] j ¸ x 9

%

©

l ç ß Ä »t ½ + É Ã º þ j& h ¸4 S q` ¦ ¸Ø ¦ % i . Fig. 5 H Ð

§ 4 s H $ 3 _ Ä ºÃ ºô Ç ? /~ ½ Ó $ í ` ¦ s 6 x # H Ð

§ 4 ` ¦ S X Ð½ + É Ã º e H $ : r\ " f ~ ½ Ó \ _ ô Ç » 1 Ï : £ ¤

$ í

` ¦ ¸ ô Ç õ s . & ³F H s Qô Ç ? /6 x` ¦ H Ð » 1 Ï

_ H : r " é ¶ õ : £ ¤$ í \ @ /ô Ç ½ ¨\ ¦ Ã º' ¦ e Ü ¼ 9 D

«

> ½ ¨ 1 p x` ¦ Ã º' ¦ e .

(5)

;

¤µ 1 ÏÓ ü t_ $ í ì r½ ¨$ í É r s p ¸ ú · ú 94 R e . Å Ò Ð C, N, O Ð s À Ò# Q ; ¤µ 1 ÏÓ ü t\ 5 Å qÛ ¼& 7 à Ô! 3 ` ¦ t H × æ

$ í

\ ¦ È Òõ r v ¦ È Òõ Û ¼& 7 à Ô! 3 ` ¦ ' a¹ 1 Ï y " é ¶ èü <

_

½

¨½ + É Ã º e . s Ð Â Ò' ; ¤µ 1 ÏÓ ü t_ # Â Ò\ ¦ S X > ) a

. PHERF\ " f_ ½ ¨ H s Ø ¦l Z O _ Ö ¸6 x 0 p x$ í ` ¦

¸ H כ Ü ¼ Ð z ´7 £ x é ß > \ " f H 40 MeV & ñ ¸_ Z } É r

c ` O Û ¼ ì ø Í4 ¤Ò ¦` ¦ t H è+ þ A 5 Å ql ü < C \ P + þ A 2 " é ¶ Ø ¦l Ð ½ ¨$ í ) a è+ þ A r [ O Ð" f Ã Ðt 0 p x [19,20].

V. { ¿ ?ö n ÚP ] K ¡ ì Å S כ r Ç8 ý Æ U Ø Ó ÞÊ Ý ] § Ä ¹ ÅT ê s

5 Å ql \ ¦ s 6 xô Ç × æ$ í Ò q t$ í r [ O É r Ù þ Ó ü to < Æ` ¦

í < Êô Ç ª ô Ç ì r \ " f Ö ¸6 x0 p x t ë ß [ j> & h Ü ¼ Ð î

r% ò ÷ & H r [ O _ Õ ü w H ´ ú §t · ú § í ½ Ó5 Å ql ½ ¨ è_ PHERF PNF H B Ä º Ä »6 xô Ç u \ ¦ ° ú H . Ù þ ì r\ P

Ð Ù þ Ö 6 x½ + Ë Ð× ¼_ ½ ¨\ 9 כ ¹ô Ç Ù þ « Ñ r Û ¼% 7 _

½

¨» ¡ ¤, × æ$ í « Ñ_ l ï rz ´+ « >r [ O , Ø ¦l > hµ 1 Ï 1 p x\ Ö ¸ 6

É

s

\ ¦ 0 A # { 9 & h Ü ¼ Ð PHERFü < PNF_ q ' r ç ß ì

¾

ré ß { 9 \ -t F g \ _ ô Ç F gÙ þ ì ø Í6 £ x_ é ß & h 8 £ ¤& ñ x 9 6

£

x6 x ½ ¨\ ¦ Ã º' ½ + É \ V& ñ s . ] j4[ j@ / ~ ½ Ó F g5 Å ql _

|

[ O s Æ Ò ÷ & ü á Ô c ` ¦ s 6 xô Ç @ /é ß 0 A z ´+ « >t

% i

` ¦ S X Ð # PHERF_ Ö ¸6 xì r \ ¦ S X @ /½ + É \ V& ñ s .

P c

p 8 ý ò k >

:

r ½ ¨ H õ < Æl Õ ü tÂ Ò_ l íõ < Æ ½ ¨t " é ¶\ _ K Ã º '

÷ &% 3 _ þ vm .

[4] T. Sato, K. Shin, R. Yusas, S. Ban and H. S. Lee, Nucl. Instr. and Meth. A 463, 299 (2001).

[5] H. S. Kang, G. N. Kim, M. H. Cho, I. S. Ko, W.

Namkung and K. H. Chung, IEEE Trans. on Nucl.

Sci. 44, 1639 (1997).

[6] G. N. Kim, H. Ahmed, R. Machrafi, D. C. Son, V.

Skoy, Y. S. Lee, H. S. Kang, M. H. Cho, I. S. Ko and W. Namkung, J. Korean Phys. Soc. 43, 479 (2003).

[7] H. S. Lee, S. Ban, T. Sato, K. Shin, J. S. Bak, C. W.

Chung and H. D. Choi, J. Nucl. Sci. Tech. Suppl. 2, 1228 (2002).

[8] H. S. Lee, S. Ban, T. Sanami, K. Takahashi, T. Sato, K. Shin and C. W. Chung, Radiat. Prot. Dosim.

116, 653 (2005).

[9] H. S. Lee, S. Ban, T. Sanami, K. Takahashi, T. Sato and K. Shin, in Proceedings of the 7th Workshop on Shielding Aspects of Accelerators, Targets and Irra- diation Facilities, edited by E. Sartori and P. Vaz (Sacavem, Portugal, 2004), p. 21.

[10] V. D. Nguyen, D. K. Pham, D. T. Tran, V. D.

Phung, Y. S. Lee, H. S. Lee, M. H. Cho, I. S. Ko, W. Namkung, A. K. M. Meaze, K. Deyan and G. N.

Kim, J. Korean Phys. Soc. 48, 382 (2006).

[11] T. Sanami, K. Takahashi, S. Ban, H.S. Lee and T.

Sato, in Proceedings of the International Conference on Nuclear Data for Science and Technology, edited by R.C. Haight (Santa Fe, USA, 2004), p. 776.

[12] G. N. Kim, H. Ahmed, R. Machrafi, D. C. Son, V.

Skoy, Y. S. Lee, H. S. Kang, M. H. Cho, I. S. Ko W. Namkung, J. H. Chang and K. J. Yoo, Annals of Nucl. Energy 30, 1123 (2003).

[13] A. K. M. Meaze, H. Ahmed, G. N. Kim, S. D. Chul, Y. S. Lee, M. H. Cho, I. S. Ko and W. Namkung, J.

Korean Phys. Soc., 46, 401 (2005).

[14] J. H. Chang, KAERI/RR-2504/2004, 43, 2004.

(6)

[15] N. M. Larson, A Code System for Multilevel R- Matrix Fits to Neutron Data Using Bayes’ Equa- tion (PSR-158, SAMMY-M2a), (Oak Ridge Na- tional Laboratory, 1999).

[16] Expert Group on the Needs of Research and Test Facilities in Nuclear Science, Nuclear Science Com- mittee of OECD/NEA (working period: May 2005 - May 2007), 2005.

[17] T. Bizen, T. Tanaka, Y. Asano, D. E. Kim, J. S.

Bak, H. S. Lee and H. Kitamura, Nucl. Instr. and Meth. A 467-468, 185 (2001).

[18] T. Bizen, X. M. Marechal, T. Sike, H. Kitamura, T.

Hara, T. Asano, D. E. Kim and H. S. Lee, in Proceed- ings of the 3rd International Workshop on Radia- tion Safety of Synchrotron Radiation Sources, edited by A. Asano, SPring-8 Doc. A2005-002, (Mikazuki, Japan, 2004), p. 137.

[19] H. S. Lee, S. R. Park, B. Y. Lee, S. K. Ko and C. W.

Chung, Nucl. Instr. and Meth. A 562, 1076 (2006).

[20] S. R. Park, S. K. Ko, B. Y. Lee, H. S. Lee, J. Korean Phys. Soc. 49, 82 (2006).

Reseach on Nuclear Physics at the Pohang Accelerator Laboratory

Hee-Seock Lee and In Soo Ko

^∗

Pohang Accelerator Laboratory/POSTECH, Pohang 790-784 (received 10 July 2006)

The research facilities for nuclear physics, the Pohang High Energy Radiation Facility (PHERF) and the Pohang Neutron Facility (PNF), were constructed by using, respectively, a 2.5-GeV electron linac at the Pohang Light Source and an 80-MeV test electron linac at the Pohang Accelerator Laboratory. Neutrons of one tenth per incident electron an a thick target like Ta are generated through photonuclear reactions caused by an electromagnetic shower. Valuable research related to nuclear physics has been conducted since 1998 by using these pulsed neutron sources with continuous energy spectra. Differential production yields of neutrons, protons, and deuterms are measured in the energy range from a few MeV to 400 MeV. Total cross sections for several elements have been measured by using neutrons below 1 keV. These experimental results are used as basic data for benchmarking well-known Monte Carlo codes and nuclear data evaluation codes. Application studies using high-energy radiation have also been carried out in various fields.

PACS numbers: 25.20.Lj, 29.17.+w, 29.25.Dz

Keywords: Electron linac, Photonuclear reaction, Pulsed neutron source, Time-of-flight method, Total neutron cross-section

∗E-mail: [email protected]

  Ö ¸6 x  ¦ e  . Ta ³ ð& h 1 p x\  { 9  H  \  _ K Ä »µ 1 Ï ) a F g I õ & ñ × æ_ F gÙ þ ì ø Í6 £ xÜ ¼ Ð Â

5 Å

ql \  ¦ y  y   s 6 x #  ` O Û ¼+ þ A ×  æ$ í   z ´+ « >r [ O , PHERFü < PNF\  ¦ ½ ¨» ¡ ¤ % i Ü ¼ 9 Ù þ Ó ü to  < Æ   ½ ¨ 1 p x

\

  Ö ¸6 x  ¦ e   . Ta ³ ð& h 1 p x\  { 9     H    \  _ K  Ä »µ 1 Ï ) a F g    I  õ & ñ ×  æ_  F gÙ þ ì ø Í6 £ xÜ ¼ Ð Â

Ò'  { 9      1> h{ ©  0.1> h_  ×  æ$ í  \  ¦ Ò q t$ í ô  Ç .   5 Å q Û ¼& 7 à Ô! 3 `  ¦ t   H ¿ º ` O Û ¼+ þ A ×  æ$ í     " é ¶`  ¦ s

6 x #  1998¸  s Ê ê Ù þ Ó ü to  < Æõ   ' aº   ) a  ª ô  Ç   ½ ¨\  ¦ Ã º'    ¦ e   . 2.5 GeV    _  Ø  æ[  t\  _  K

 Ò q t$ í ÷ &  H Ã º MeV\ " f 400 MeV\  s Ø Ô  H F g×  æ$ í   x 9  ª $ í  , ×  æ ª  _  p ì  r Ò q t$ í Ò  ¦`  ¦ 8 £ ¤& ñ % i 



¦, 1 keV s  _  ×  æ$ í  \  ¦ s 6 x #  Å Òכ ¹ " é ¶ è\  @ /ô  Ç   é ß   & h 8 £ ¤& ñ `  ¦ Ã º'    ¦ e   . s  Qô  Ç z ´+ « >





õ   H  ª ô  Ç Monte Carlo  ï× ¼ü < Ù þ  « Ñ ï× ¼_   $ u  ( ç 6 x  « Ñ Ð" f   6 x÷ & ¦ e   . ¢ ¸ô  Ç  ¦\  - t

 ~ ½ Ó    © `  ¦ s 6 xô  Ç 6 £ x6 x  ½ ¨ ¸ Ã º'    ¦ e   .

I. " e Â ] Ø



í ½ Ó5 Å ql   ½ ¨ è_  Å Ò[ O q   H 2.5 GeV $  © a Aõ  { 9 



 © u   2.5 GeV      + þ A5 Å ql  Ð ½ ¨$ í  ) a  í ½ Ó~ ½ Ó  F

g5 Å ql  (PLS, Pohang Light Source)s  . PLS_  ~ ½ Ó  F

gs 6 x É r l  íõ  < ÆÜ ¼ ÐÂ Ò'  6 £ x6 xõ  < Æ, _  < Æ\  s Ø Ô  H 

 ª

ô  Ç ì  r \ " f ² D G_    ½ ¨% i | ¾ Ó`  ¦ ß ¼>  y ©  or v  ¦ e  

 [1]. 1 l xr \  2.5 GeV      + þ A5 Å ql _  ´ ú é ß Â Ò\   H GeV/ å L    c  `  ¦ f  ] X    ½ ¨\   Ö ¸6 x½ + É Ã º e    H z ´+ « > r [ O  (PHERF, Pohang High Energy Radiation Facility)`  ¦ [ O  u

 % i Ü ¼ 9 [2–4] Z >  ¸_  80 MeV      + þ A5 Å ql \  ¦ s  6

x #  ×  æ$ í   r [ O  (PNF, Pohang Neutron Facility)`  ¦

½

¨» ¡ ¤ [5,6] # , 1998¸  s Ê ê Ù þ Ó ü to  < Æ   ½ ¨ 1 p x\   Ö ¸6 x 



¦ e   .

Taü < ° ú  É r ¿ º î  r ³ ð& h \  { 9     H    \  _ K  Ä »µ 1 Ï

÷

&  H F g    I  õ & ñ ×  æ\  Z  } É r \  -t _  F g   H  @ / s

F G/ B N" î , Ä » ×  æ ª  Ô  æõ , s ×  æç ß   Ò q t$ í 1 p x_  F gÙ þ  ì

ø

Í6 £ x`  ¦ :  xK  { 9  ÷ &  H     1> h{ ©  0.1> h_    5 Å qÛ ¼& 7 à Ô! 3 

`



¦ t   H ×  æ$ í  \  ¦ Ò q t$ í >   ) a .      + þ A5 Å ql _  :

£

¤$ í \  ´ ú Æ Ò# Q PHERFü < PNF\ " f Ò q t$ í ÷ &  H ×  æ$ í    H y



y   10 Hz _  nsecü < µsec_  Ã ºï  r_  ` O Û ¼;  ¤`  ¦ t  9   5

Å

qÛ ¼& 7 à Ô! 3 _  \  -t  : £ ¤$ í `  ¦   · p . ` O Û ¼+ þ A ×  æ$ í  





" é ¶ É r, q '  r ç ß  (TOF)ì  r$ 3 Z O  1 p x_  ~ ½ ÓZ O Ü ¼ Ð, r ç ß & ñ



Ð\  ¦ s 6 xô  Ç   ½ ¨\  B Ä º ´ òõ & h    ¸½ ¨s  .

 :

r  7 Hë  H\ " f  H PHERFü < PNF\  ¦ s 6 xô  Ç  í ½ Ó5 Å ql 





½ ¨ è_  Ù þ Ó ü to  < Æì  r \  @ /ô  Ç   ½ ¨  õ ü < u \  ¦  è> h

 ¦  ¾ ÓÊ ê  Ö ¸6 x  } © \  @ /K  l Õ ü tô  Ç . ¢ ¸ô  Ç Ã º'  ÷ & ¦ e  





H 6 £ x6 x  ½ ¨_    õ  ¸  < Êa   è> hô  Ç .

II.  ¹ Å  Ò ×M õ u § T  Ó Þ X ¢ ÷ m Ç] M öS כ r Ç

1. Pohang High Energy Radiation Facility



í ½ Ó~ ½ Ó F g5 Å ql _  { 9   © u        + þ A5 Å ql   H 10 Hz_  c  ` O Û ¼ì ø Í4  ¤Ò  ¦õ  1 nsec_  c  ` O Û ¼;  ¤`  ¦ t  ¦



í{ ©  10

∼ 10

> h_     \  ¦ 2.5 GeV Ð 5 Å qr    [1].

Fig. 1õ  ° ú s       + þ A5 Å ql _  ´ ú é ß Â Ò\   H    c  `  ¦ f



] X  r « Ñ  ³ ð& h \   ¸ ½ + É Ã º e    H 2> h_  ³ ð& h / B Nç ß `  ¦ [

O

u  % i  ¦, s  כ `  ¦  Ö ¸6 x #   ª ô  Ç   ½ ¨\  ¦ ½ + É Ã º e   ¸ 2



¤ % i  . 1  ³ ð& h 0 Au \   H    c  _  { 9  ~ ½ Ó ¾ Óõ  90



¸ ~ ½ Ó ¾ Ó\  ¿ ºa  2.5 m_   B Hß ¼o à Ô Ð r ï  r ) a f   â s  158 mm  { 9     Ø  ¦6 x ½ ¨" í `  ¦ [ O u  #  TOF ~ ½ Ód  _  { 9  





Ø  ¦ x 9 { 9   È Òõ  z ´+ « >`  ¦ ½ + É Ã º e   ¸2  ¤ % i   [7]. ³ ð

&

Ö ¸6 x ¦ e . Ta ³ ð& h 1 p x\ { 9 H \ _ K Ä »µ 1 Ï ) a F g I õ & ñ × æ_ F gÙ þ ì ø Í6 £ xÜ ¼ Ð Â

ql \ ¦ y y s 6 x # ` O Û ¼+ þ A × æ$ í z ´+ « >r [ O , PHERFü < PNF\ ¦ ½ ¨» ¡ ¤ % i Ü ¼ 9 Ù þ Ó ü to < Æ ½ ¨ 1 p x

Ö ¸6 x ¦ e . Ta ³ ð& h 1 p x\ { 9 H \ _ K Ä »µ 1 Ï ) a F g I õ & ñ × æ_ F gÙ þ ì ø Í6 £ xÜ ¼ Ð Â

Ò' { 9 1> h{ © 0.1> h_ × æ$ í \ ¦ Ò q t$ í ô Ç . 5 Å q Û ¼& 7 à Ô! 3 ` ¦ t H ¿ º ` O Û ¼+ þ A × æ$ í " é ¶` ¦ s

6 x # 1998¸ s Ê ê Ù þ Ó ü to < Æõ ' aº ) a ª ô Ç ½ ¨\ ¦ Ã º' ¦ e . 2.5 GeV _ Ø æ[ t\ _ K

Ò q t$ í ÷ & H Ã º MeV\ " f 400 MeV\ s Ø Ô H F g× æ$ í x 9 ª $ í , × æ ª _ p ì r Ò q t$ í Ò ¦` ¦ 8 £ ¤& ñ % i

¦, 1 keV s _ × æ$ í \ ¦ s 6 x # Å Òכ ¹ " é ¶ è\ @ /ô Ç é ß & h 8 £ ¤& ñ ` ¦ Ã º' ¦ e . s Qô Ç z ´+ « >

õ H ª ô Ç Monte Carlo ï× ¼ü < Ù þ « Ñ ï× ¼_ $ u ( ç 6 x « Ñ Ð" f 6 x÷ & ¦ e . ¢ ¸ô Ç ¦\ - t

~ ½ Ó © ` ¦ s 6 xô Ç 6 £ x6 x ½ ¨ ¸ Ã º' ¦ e .

í ½ Ó5 Å ql ½ ¨ è_ Å Ò[ O q H 2.5 GeV $ © a Aõ { 9

© u 2.5 GeV + þ A5 Å ql Ð ½ ¨$ í ) a í ½ Ó~ ½ Ó F

g5 Å ql (PLS, Pohang Light Source)s . PLS_ ~ ½ Ó F

gs 6 x É r l íõ < ÆÜ ¼ ÐÂ Ò' 6 £ x6 xõ < Æ, _ < Æ\ s Ø Ô H

ª

ô Ç ì r \ " f ² D G_ ½ ¨% i | ¾ Ó` ¦ ß ¼> y © or v ¦ e

[1]. 1 l xr \ 2.5 GeV + þ A5 Å ql _ ´ ú é ß Â Ò\ H GeV/ å L c ` ¦ f ] X ½ ¨\ Ö ¸6 x½ + É Ã º e H z ´+ « > r [ O (PHERF, Pohang High Energy Radiation Facility)` ¦ [ O u

% i Ü ¼ 9 [2–4] Z > ¸_ 80 MeV + þ A5 Å ql \ ¦ s 6

x # × æ$ í r [ O (PNF, Pohang Neutron Facility)` ¦

¨» ¡ ¤ [5,6] # , 1998¸ s Ê ê Ù þ Ó ü to < Æ ½ ¨ 1 p x\ Ö ¸6 x

¦ e .

Taü < ° ú É r ¿ º î r ³ ð& h \ { 9 H \ _ K Ä »µ 1 Ï

& H F g I õ & ñ × æ\ Z } É r \ -t _ F g H @ / s

F G/ B N" î , Ä » × æ ª Ô æõ , s × æç ß Ò q t$ í 1 p x_ F gÙ þ ì

Í6 £ x` ¦ : xK { 9 ÷ & H 1> h{ © 0.1> h_ 5 Å qÛ ¼& 7 à Ô! 3

¦ t H × æ$ í \ ¦ Ò q t$ í > ) a . + þ A5 Å ql _ :

¤$ í \ ´ ú Æ Ò# Q PHERFü < PNF\ " f Ò q t$ í ÷ & H × æ$ í H y

y 10 Hz _ nsecü < µsec_ Ã ºï r_ ` O Û ¼; ¤` ¦ t 9 5

qÛ ¼& 7 à Ô! 3 _ \ -t : £ ¤$ í ` ¦ · p . ` O Û ¼+ þ A × æ$ í

" é ¶ É r, q ' r ç ß (TOF)ì r$ 3 Z O 1 p x_ ~ ½ ÓZ O Ü ¼ Ð, r ç ß & ñ

Ð\ ¦ s 6 xô Ç ½ ¨\ B Ä º ´ òõ & h ¸½ ¨s .

:

r 7 Hë H\ " f H PHERFü < PNF\ ¦ s 6 xô Ç í ½ Ó5 Å ql

½ ¨ è_ Ù þ Ó ü to < Æì r \ @ /ô Ç ½ ¨ õ ü < u \ ¦ è> h

¦ ¾ ÓÊ ê Ö ¸6 x } © \ @ /K l Õ ü tô Ç . ¢ ¸ô Ç Ã º' ÷ & ¦ e

H 6 £ x6 x ½ ¨_ õ ¸ < Êa è> hô Ç .

II. ¹ Å Ò ×M õ u § T Ó Þ X ¢ ÷ m Ç] M öS כ r Ç

í ½ Ó~ ½ Ó F g5 Å ql _ { 9 © u + þ A5 Å ql H 10 Hz_ c ` O Û ¼ì ø Í4 ¤Ò ¦õ 1 nsec_ c ` O Û ¼; ¤` ¦ t ¦

í{ © 10

> h_ \ ¦ 2.5 GeV Ð 5 Å qr [1].

Fig. 1õ ° ú s + þ A5 Å ql _ ´ ú é ß Â Ò\ H c ` ¦ f

] X r « Ñ ³ ð& h \ ¸ ½ + É Ã º e H 2> h_ ³ ð& h / B Nç ß ` ¦ [

u % i ¦, s כ ` ¦ Ö ¸6 x # ª ô Ç ½ ¨\ ¦ ½ + É Ã º e ¸ 2

¤ % i . 1 ³ ð& h 0 Au \ H c _ { 9 ~ ½ Ó ¾ Óõ 90

¸ ~ ½ Ó ¾ Ó\ ¿ ºa 2.5 m_ B Hß ¼o à Ô Ð r ï r ) a f â s 158 mm { 9 Ø ¦6 x ½ ¨" í ` ¦ [ O u # TOF ~ ½ Ód _ { 9

Ø ¦ x 9 { 9 È Òõ z ´+ « >` ¦ ½ + É Ã º e ¸2 ¤ % i [7]. ³ ð

2 t & h \ " f H 48 ¸ü < 140 ¸_ TOF z ´+ « >6 x ½ ¨ ¸Ó ü tõ

Êa c _ f ] X ¸ \ ¦ : xô Ç Ó ü t$ í ½ ¨\ ¦ ½ + É Ã º e H

ß ¼l _ z ´+ « >/ B Nç ß s S X Ð÷ &# Q e [8, 9]. TOF r Û ¼% 7 É r { 9 _ ~ ½ Ó ¾ Ó\ @ /K " f 3> h y ¸

(48

) [ O u ÷ &# Q e Ü ¼ 9 q ' o H 6.8 m

∼ 10.4 m s . # l " f Ò q t$ í ÷ & H × æ$ í _ \ -t H 1 MeV s \ " f 400 MeV s © t s Ø Ô 9 ¿ º î r ³ ð& h

¦ 6 x í{ © 10

> h_ × æ$ í ~ ½ ÓØ ¦ ) a .

¤& ñ & ñ x 9 ¸\ ¦ ¾ Ó © r v l 0 AK 90

~ ½ Ó ¾ Ó\ " f 15 m U ´ s

_ q ' o \ ¦ S X Ð ¸2 ¤ r [ O ` ¦ > h ½ + É \ V& ñ s .

j> & h Ü ¼ Ð è+ þ A 5 Å ql \ ¦ s 6 xô Ç ` O Û ¼+ þ A × æ$ í z

´+ « >r [ O s × ¦# Q[ þ t ¦ e H ì ø Í \ Ö ¸6 xì r \ @ /ô Ç כ ¹

¨ H > 5 Å q÷ & ¦ e # Q PNF\ @ /ô Ç × æכ ¹$ í É r Z } . PNF

H 80 MeV + þ A5 Å ql \ ¦ (c ` O Û ¼; ¤ 1 µsec, c ` O Û ¼ ì

Í4 ¤Ò ¦ 10 Hz) s 6 x # Í ty Ã º8 £ xs í < Ê ) a 8 £ x ~ ½ Ód _

Ta ³ ð& h \ " f Ò q t$ í ÷ & H @ /s F G/ B N" î × æ$ í \ ¦ Ö ¸6 x ô

Ç r [ O s . { 9 _ 90

~ ½ Ó ¾ Ó\ TOF z ´+ « >6 x × æ$ í

Ø ¦½ ¨\ ¦ [ O u % i Ü ¼ 9 ½ ¨^ & h r [ O _ ½ ¨ ¸ü < > 8

¤> : x É r Fig. 2ü < ° ú [6]. s Qô Ç " é ¶ É r \ P × æ$ í \

f ¦5 Å q× æ$ í \ s Ø Ô H \ -t ½ ¨ç ß \ " f \ -t Z > é

& h ` ¦ 8 £ ¤& ñ HX < B Ä º Ä »6 x . × æ$ í \ -t _

æç ß ° ú כs 1 ∼ 2 MeV Ð oÛ ¼R / ÷ì r í\ ¦ t 9 r « Ñ t & h

" f_ \ P × æ$ í 5 Å q` ¦ þ j@ / Ð Z }s l 0 AK Ó ü tõ 2 ;

¦ y 5 Å qF Ð Ö ¸6 x % i . 1 keV s _ × æ$ í \ ¦ s 6 x

# Å Òכ ¹ " é ¶ è\ @ /ô Ç × æ$ í é ß & h ` ¦ 8 £ ¤& ñ ¦ e

. × æ$ í \ -t H TOF r Û ¼% 7 \ _ K " f S X ÷ & 9 þ j

/ q ' o H 12 ms . ¸ ú · ú 9 / B N" î \ -t \ ¦ ° ú H r

« Ñ\ ¦ s 6 x # & ñ S X ô Ç q ' o \ ¦ 8 £ ¤& ñ % i Ü ¼ 9 s \ ¦ :

xK & ñ x 9 ¸\ ¦ S X Ð ¦ e .