محاسبه ي بهره ي نوترون فوق سرد در هدف دو لايه ي D2O/D2

Calculation of Ultra-Cold Neutron Yield for a Two-Layer Target of D2 /D2O

استفاده از طيف ماكسول براي محاسبه ي بهره ي نوترون ها در هدف نوترون فوق سرد كارآيي ندارد. در اين هدف ها تعدادي از نوترون ها داراي يك انرژي متوسط حدود ميلي الكترون ولت هستند و كسر قابل توجهي از كل نوترون هاي حرارتي كاهش سرعت پيدا مي كنند و به ناحيه ي نانو الكترون ولت مي افتند. بنابراين، شار نوترون شامل نوترون هاي سرد و فوق سرد مي باشد. به دليل عدم وجود سطح مقطع كتابخانه اي براي محدوده ي انرژي نانو الكترون ولت، كدهاي شبيه سازي قادر به محاسبه ي شار نوترون هاي فوق سرد نيستند. در اين مقاله، با معرفي كرنل هاي پراكندگي براي هدف دو لايه اي D2 /D2O ، معادلات انتقال را براي گروه هاي مختلف نوترون بدست مي آوريم. براي محاسبه ي بهره نوترون فوق سرد، معادلات انتقال( جفت شده و مستقل از زمان) با استفاده از روش ضمني در نرم افزار MATLAB حل شده اند. براي افزايش دقت محاسبات، كرنل هاي پراكندگي براي 340 گروه نوترون در نظر گرفته شده اند. نتايج حاصله به ازاي دماي هاي 8، 14 و 18K با داده هاي تجربي تطابق قابل قبولي دارند.

In the ultra-cold neutron (UCN) targets, use of Maxwellian spectrum for calculation of UCN yield would not be applicable. Some neutrons (CN) have a mean energy of ~ meV. A considerable fractions of neutrons are slowed down, falling in neV. Therefore, the total neutron flux consists of CN and UCN neutrons. As a lack of cross-section libraries, simulation codes are not enable to estimate such a neutron flux. In the present paper we have written transport equations for different neutron groups. We have used scattering kernels to solve a two-layer UCN target of D2O/D2. The coupled time independent transport equations have been solved by using implicit deterministic method in MATLAB code. In order to achieve precise neutron scattering kernels, 340 neutron groups have been taken. Our results of UCN yield are in agreements with experimental data at low temperatures about 8, 14, and 18K