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Isotropic and anisotropic components of neutron emissions at the FN-II and PACO dense plasma focus devices

F Castillo, J J E Herrera, J Rangel, M Milanese, R Moroso, J Pouzo, J I Golzarri, G Espinosa2003年Plasma Physics and Controlled FusionIF 2.2出版社

The average angular distribution of neutron emissions has been measured in the Fuego Nuevo II (FN-II) dense plasma focus device (5 kJ) by means of CR-39 plastic nuclear track detectors. When pure deuterium is used as the filling gas, the data can be adjusted to a Gaussian function, related to anisotropic emission, superposed on a constant pedestal, related to isotropic emission. When deuterium–argon admixtures are used, the anisotropic contribution is best represented by a parabola. The same analysis is applied to previously reported results, for fewer shots, in pure deuterium from the PACO device, which is similar in size to the FN-II. In both devices the anisotropic component is smaller than the isotropic one, but with different features. In PACO the anisotropic component is concentrated on a large narrow beam around the axis, but its contribution to the total neutron yield is significantly smaller than in the FN-II, where the anisotropic component spreads over a wider range. The neutron flux per shot is monitored in both devices with calibrated silver activation detectors, at 20° and at 90° from the axis. The average values of the neutron flux at these two angles are used, along with the angular distributions obtained form the track detectors, in order to estimate the absolute neutron yield of both the isotropic and the anisotropic contributions. From examining different groups of shots, it is found that the shape of the angular distribution is important in the estimation of anisotropy, and that the value usually reported, as the ratio of neutron counts head-on and side-on, as measured by activation counters, may be misleading.

日本語訳

中性子放出の角度分布の平均が、Fuego Nuevo II (FN-II) 高密度プラズマフォーカス装置(5 kJ)において、CR-39プラスチック核飛跡検出器を用いて測定された。充填ガスとして純重水素を用いた場合、データは、異方性に関連するガウス関数と、等方性に関連する一定のバックグラウンドの重ね合わせとして適合できる。重水素–アルゴン混合ガスを用いた場合、異方性の寄与は放物線によって最もよく表される。同じ解析が、FN-IIと同規模のPACO装置における純重水素での既報の結果(より少ないショット数)に適用された。両装置において、異方性成分は等方性成分よりも小さいが、その特徴は異なる。PACOでは異方性成分は軸周りの大きな狭いビームに集中しているが、全中性子収量に対するその寄与は、異方性成分がより広い範囲に広がるFN-IIの場合よりも有意に小さい。ショットあたりの中性子フラックスは、両装置において、較正された銀活性化検出器を用いて、軸から20°および90°の角度で監視された。これらの2つの角度における中性子フラックスの平均値は、核飛跡検出器から得られた角度分布とともに、等方性成分と異方性成分の両方の絶対中性子収量を推定するために使用された。異なるショット群を調べた結果、角度分布の形状は異方性の推定において重要であり、通常、活性化カウンターで測定された正面対側面の中性子計数の比として報告される値は、誤解を招く可能性があることがわかった。

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Plasma focusNeutron emissionDense plasma focus
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