Advertisement

High-accuracy determination of the neutron flux at n_TOF

  • M. BarbagalloEmail author
  • C. Guerrero
  • A. Tsinganis
  • D. Tarrío
  • S. Altstadt
  • S. Andriamonje
  • J. Andrzejewski
  • L. Audouin
  • V. Bécares
  • F. Bečvář
  • F. Belloni
  • E. Berthoumieux
  • J. Billowes
  • V. Boccone
  • D. Bosnar
  • M. Brugger
  • M. Calviani
  • F. Calviño
  • D. Cano-Ott
  • C. Carrapiço
  • F. Cerutti
  • E. Chiaveri
  • M. Chin
  • N. Colonna
  • G. Cortés
  • M. A. Cortés-Giraldo
  • M. Diakaki
  • C. Domingo-Pardo
  • I. Duran
  • R. Dressler
  • N. Dzysiuk
  • C. Eleftheriadis
  • A. Ferrari
  • K. Fraval
  • S. Ganesan
  • A. R. García
  • G. Giubrone
  • K. Göbel
  • M. B. Gómez-Hornillos
  • I. F. Gonçalves
  • E. González-Romero
  • E. Griesmayer
  • F. Gunsing
  • P. Gurusamy
  • A. Hernández-Prieto
  • D. G. Jenkins
  • E. Jericha
  • Y. Kadi
  • F. Käppeler
  • D. Karadimos
  • N. Kivel
  • P. Koehler
  • M. Kokkoris
  • M. Krtička
  • J. Kroll
  • C. Lampoudis
  • C. Langer
  • E. Leal-Cidoncha
  • C. Lederer
  • H. Leeb
  • L. S. Leong
  • R. Losito
  • A. Manousos
  • J. Marganiec
  • T. Martınez
  • C. Massimi
  • P. F. Mastinu
  • M. Mastromarco
  • M. Meaze
  • E. Mendoza
  • A. Mengoni
  • P. M. Milazzo
  • F. Mingrone
  • M. Mirea
  • W. Mondalaers
  • T. Papaevangelou
  • C. Paradela
  • A. Pavlik
  • J. Perkowski
  • A. Plompen
  • J. Praena
  • J. M. Quesada
  • T. Rauscher
  • R. Reifarth
  • A. Riego
  • F. Roman
  • C. Rubbia
  • M. Sabate-Gilarte
  • R. Sarmento
  • A. Saxena
  • P. Schillebeeckx
  • S. Schmidt
  • D. Schumann
  • P. Steinegger
  • G. Tagliente
  • J. L. Tain
  • L. Tassan-Got
  • S. Valenta
  • G. Vannini
  • V. Variale
  • P. Vaz
  • A. Ventura
  • R. Versaci
  • M. J. Vermeulen
  • V. Vlachoudis
  • R. Vlastou
  • A. Wallner
  • T. Ware
  • M. Weigand
  • C. Weiß
  • T. Wright
  • P. Žugec
Special Article - Tools for Experiment and Theory

Abstract

The neutron flux of the n_TOF facility at CERN was measured, after installation of the new spallation target, with four different systems based on three neutron-converting reactions, which represent accepted cross sections standards in different energy regions. A careful comparison and combination of the different measurements allowed us to reach an unprecedented accuracy on the energy dependence of the neutron flux in the very wide range (thermal to 1 GeV) that characterizes the n_TOF neutron beam. This is a pre-requisite for the high accuracy of cross section measurements at n_TOF. An unexpected anomaly in the neutron-induced fission cross section of 235U is observed in the energy region between 10 and 30keV, hinting at a possible overestimation of this important cross section, well above currently assigned uncertainties.

References

  1. 1.
  2. 2.
    G. Wallerstein et al., Rev. Mod. Phys. 69, 995 (1997).ADSCrossRefGoogle Scholar
  3. 3.
    F. Käppeler, R. Gallino, S. Bisterzo, Wako Aoki, Rev. Mod. Phys. 83, 157 (2011).ADSCrossRefGoogle Scholar
  4. 4.
    N. Colonna et al., Energy Environ. Sci. 3, 1910 (2010).CrossRefGoogle Scholar
  5. 5.
    OECD/NEA WPEC Subgroup 26 Final Report, Uncertainty and Target Accuracy Assessment for Innovative Systems Using Recent Covariance Data Evaluations, http://www.nea.fr/html/science/wpec/volume26, NEA No. 6410 (2008).
  6. 6.
    E. Chiaveri et al., J. Kor. Phys. Soc. 59, 1620 (2011).CrossRefGoogle Scholar
  7. 7.
    C. Guerrero et al., Eur. Phys. J. A 49, 27 (2013).ADSCrossRefGoogle Scholar
  8. 8.
    A.D. Carlson, Metrologia 48, S328 (2011).ADSCrossRefGoogle Scholar
  9. 9.
    International Atomic Energy Agency, International Evaluation of Neutron Cross-Section Standards (Vienna, 2007).Google Scholar
  10. 10.
    S. Marrone et al., Nucl. Instrum. Methods A 517, 389 (2004).ADSCrossRefGoogle Scholar
  11. 11.
    I. Giomataris et al., Nucl. Instrum. Methods A 376, 29 (1996).ADSCrossRefGoogle Scholar
  12. 12.
    S. Andriamonje et al., J. Kor. Phys. Soc. 59, 1597 (2011).CrossRefGoogle Scholar
  13. 13.
    D.B. Gayther, Metrologia 27, 221 (1990).ADSCrossRefGoogle Scholar
  14. 14.
    C. Paradela et al., Phys. Rev. C 82, 034601 (2010).ADSCrossRefGoogle Scholar
  15. 15.
    D. Tarrío et al., Phys. Rev. C 83, 044620 (2011).ADSCrossRefGoogle Scholar
  16. 16.
    I. Giomataris, R. De Oliveira, Method for fabricating an amplification gap of an avalanche particle detector, Patent CEA-CERN, Application Number 09 290 825.0 (2009).Google Scholar
  17. 17.
    U. Abbondanno et al., Nucl. Instrum. Methods A 538, 692 (2005).ADSCrossRefGoogle Scholar
  18. 18.
    S. Agostinelli et al., Nucl. Instrum. Methods A 506, 250 (2003).ADSCrossRefGoogle Scholar
  19. 19.
    F.J. Hambsch, I. Ruskov, Nucl. Sci. Eng. 163, 1 (2009).CrossRefGoogle Scholar
  20. 20.
    G. Lorusso et al., Nucl. Instrum. Methods A 532, 622 (2004).ADSCrossRefGoogle Scholar
  21. 21.
    L.S. Waters et al., AIP Conf. Proc. 896, 81 (2007).ADSCrossRefGoogle Scholar
  22. 22.
    D. Tarrío, Neutron-induced fission fragment angular distribution at CERN n_TOF: The Th-232 case, PhD thesis (2012).Google Scholar
  23. 23.
    M. Calviani et al., Phys. Rev. C 80, 044604 (2009).ADSCrossRefGoogle Scholar
  24. 24.
    A. Ferrari, Fluka: A multi-particle transport code, Technical Report CERN-2005-010, INFN/TC_05/11, SLAC-R-773 (2005).Google Scholar
  25. 25.
    M.B. Chadwick et al., Nucl. Data Sheets 112, 2887 (2011).ADSCrossRefGoogle Scholar
  26. 26.
    K. Shibata et al., J. Nucl. Sci. Technol. 48, 1 (2011).ADSCrossRefGoogle Scholar
  27. 27.
    M. Jandel et al., Phys. Rev. Lett. 109, 202506 (2012).ADSCrossRefGoogle Scholar

Copyright information

© SIF, Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2013

Authors and Affiliations

  • M. Barbagallo
    • 1
    Email author
  • C. Guerrero
    • 2
  • A. Tsinganis
    • 2
    • 3
  • D. Tarrío
    • 4
  • S. Altstadt
    • 5
  • S. Andriamonje
    • 2
  • J. Andrzejewski
    • 6
  • L. Audouin
    • 7
  • V. Bécares
    • 8
  • F. Bečvář
    • 9
  • F. Belloni
    • 10
  • E. Berthoumieux
    • 10
    • 2
  • J. Billowes
    • 11
  • V. Boccone
    • 2
  • D. Bosnar
    • 12
  • M. Brugger
    • 2
  • M. Calviani
    • 2
  • F. Calviño
    • 13
  • D. Cano-Ott
    • 8
  • C. Carrapiço
    • 14
  • F. Cerutti
    • 2
  • E. Chiaveri
    • 10
    • 2
  • M. Chin
    • 2
  • N. Colonna
    • 1
  • G. Cortés
    • 13
  • M. A. Cortés-Giraldo
    • 15
  • M. Diakaki
    • 3
  • C. Domingo-Pardo
    • 16
  • I. Duran
    • 4
  • R. Dressler
    • 17
  • N. Dzysiuk
    • 18
  • C. Eleftheriadis
    • 19
  • A. Ferrari
    • 2
  • K. Fraval
    • 10
  • S. Ganesan
    • 20
  • A. R. García
    • 8
  • G. Giubrone
    • 16
  • K. Göbel
    • 5
  • M. B. Gómez-Hornillos
    • 13
  • I. F. Gonçalves
    • 14
  • E. González-Romero
    • 8
  • E. Griesmayer
    • 21
  • F. Gunsing
    • 10
  • P. Gurusamy
    • 20
  • A. Hernández-Prieto
    • 2
    • 13
  • D. G. Jenkins
    • 22
  • E. Jericha
    • 21
  • Y. Kadi
    • 2
  • F. Käppeler
    • 23
  • D. Karadimos
    • 3
  • N. Kivel
    • 17
  • P. Koehler
    • 24
  • M. Kokkoris
    • 3
  • M. Krtička
    • 9
  • J. Kroll
    • 9
  • C. Lampoudis
    • 10
  • C. Langer
    • 5
  • E. Leal-Cidoncha
    • 4
  • C. Lederer
    • 5
    • 25
  • H. Leeb
    • 21
  • L. S. Leong
    • 7
  • R. Losito
    • 2
  • A. Manousos
    • 19
  • J. Marganiec
    • 6
  • T. Martınez
    • 8
  • C. Massimi
    • 26
  • P. F. Mastinu
    • 18
  • M. Mastromarco
    • 1
  • M. Meaze
    • 1
  • E. Mendoza
    • 8
  • A. Mengoni
    • 27
  • P. M. Milazzo
    • 28
  • F. Mingrone
    • 26
  • M. Mirea
    • 29
  • W. Mondalaers
    • 30
  • T. Papaevangelou
    • 10
  • C. Paradela
    • 4
  • A. Pavlik
    • 25
  • J. Perkowski
    • 6
  • A. Plompen
    • 30
  • J. Praena
    • 15
  • J. M. Quesada
    • 15
  • T. Rauscher
    • 31
  • R. Reifarth
    • 5
  • A. Riego
    • 13
  • F. Roman
    • 2
    • 29
  • C. Rubbia
    • 2
    • 32
  • M. Sabate-Gilarte
    • 15
  • R. Sarmento
    • 14
  • A. Saxena
    • 20
  • P. Schillebeeckx
    • 30
  • S. Schmidt
    • 5
  • D. Schumann
    • 17
  • P. Steinegger
    • 17
  • G. Tagliente
    • 1
  • J. L. Tain
    • 16
  • L. Tassan-Got
    • 7
  • S. Valenta
    • 9
  • G. Vannini
    • 26
  • V. Variale
    • 1
  • P. Vaz
    • 14
  • A. Ventura
    • 27
  • R. Versaci
    • 2
  • M. J. Vermeulen
    • 22
  • V. Vlachoudis
    • 2
  • R. Vlastou
    • 3
  • A. Wallner
    • 25
  • T. Ware
    • 11
  • M. Weigand
    • 5
  • C. Weiß
    • 5
    • 2
  • T. Wright
    • 11
  • P. Žugec
    • 12
  1. 1.INFNSezione di BariBariItaly
  2. 2.European Organization for Nuclear Research (CERN)GenevaSwitzerland
  3. 3.National Technical University of Athens (NTUA)AthensGreece
  4. 4.Universidade de Santiago de CompostelaSantiagoSpain
  5. 5.Johann-Wolfgang-Goethe UniversitätFrankfurtGermany
  6. 6.Uniwersytet ŁódzkiLodzPoland
  7. 7.Centre National de la Recherche Scientifique/IN2P3 - IPNOrsayFrance
  8. 8.Centro de Investigaciones Energeticas Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT)MadridSpain
  9. 9.Charles UniversityPragueCzech Republic
  10. 10.Commissariatà l’Energie Atomique (CEA) Saclay - IrfuGif-sur-YvetteFrance
  11. 11.University of ManchesterManchesterUK
  12. 12.Department of Physics, Faculty of ScienceUniversity of ZagrebZagrebCroatia
  13. 13.Universitat Politecnica de CatalunyaBarcelonaSpain
  14. 14.Instituto Tecnológico e Nuclear, Instituto Superior TécnicoUniversidade Técnica de LisboaLisboaPortugal
  15. 15.Universidad de SevillaSevillaSpain
  16. 16.Instituto de Física CorpuscularCSIC-Universidad de ValenciaValenciaSpain
  17. 17.Paul Scherrer InstitutVilligen PSISwitzerland
  18. 18.INFNLaboratori Nazionali di LegnaroRomeItaly
  19. 19.Aristotle University of ThessalonikiThessalonikiGreece
  20. 20.Bhabha Atomic Research Centre (BARC)MumbaiIndia
  21. 21.AtominstitutTechnische Universität WienWienAustria
  22. 22.University of YorkHeslington, YorkUK
  23. 23.Karlsruhe Institute of Technology, Campus NordInstitut für KernphysikKarlsruheGermany
  24. 24.Oak Ridge National Laboratory (ORNL)Oak RidgeUSA
  25. 25.Faculty of PhysicsUniversity of ViennaViennaAustria
  26. 26.Dipartimento di FisicaUniversità di Bologna, and INFN, Sezione di BolognaBolognaItaly
  27. 27.Agenzia nazionale per le nuove tecnologie, l’energia e lo sviluppo economico sostenibile (ENEA)BolognaItaly
  28. 28.INFNSezione di TriesteTriesteItaly
  29. 29.Horia Hulubei National Institute of Physics and Nuclear Engineering - IFIN HHBucharest - MagureleRomania
  30. 30.European Commission JRCInstitute for Reference Materials and MeasurementsGeelBelgium
  31. 31.Department of Physics and AstronomyUniversity of BaselBaselSwitzerland
  32. 32.Laboratori Nazionali del Gran Sasso dell’INFNAssergi (AQ)Italy

Personalised recommendations