Misura accurata della sezione d'urto della reazione 235U(n,f) a n_TOF fra l'energia termica e 170 keV, rispetto a 6Li(n,t) e 10B(n,a)

The 235U(n,f) cross section was measured at n_TOF relative to 6Li(n,t) and 10B(n,a), with high resolution (L = 183.49(2) m) and in a wide energy range (25 meV-170 keV) with 1.5% systematic uncertainty. This experiment was proposed after that recent measurements have drawn the attention to a possible discrepancy in the neutron energy range between 10 keV and 30 keV. The interest for this cross section derives from his role as neutron standard, being employed as a reference in the measurement of neutron fluxes and neutron induced reaction cross sections. The experimental apparatus consisted of a compact stack of six single pad silicon detectors placed along the neutron beam, arranged to measure the reaction products emitted in the forward and in the backward directions from Li, B and the U samples. The analysis employed the Ratio Method technique and the uranium data were normalized to the standard integral between 7.8 and 11 eV. The high-resolution of this experiment allowed to confirm the existence of resonance-like structures between 2.2 and 4 keV. Moreover, the present results indicate that the 235U fission cross section in the 9-18 keV neutron energy range is overestimated by about 5% in the major nuclear data libraries. This measurement may lead to a reduction of the uncertainty in the 1-100 keV neutron energy region. Finally, a new dataset of the ratio between the 10B(n,a) and 6Li(n,t) cross sections was calculated, presenting an excellent agreement with the values provided by IAEA.

La sezione d'urto 235U(n,f) è stata misurata a n_TOF rispetto a 6Li(n,t) e 10B(n,a), con alta risoluzione (L = 183.49(2) m) e in un ampio intervallo energetico (25 meV-170 keV) con un'incertezza sistematica pari a 1.5%. Questo esperimento è stato proposto dopo che recenti misure hanno evidenziato una possibile discrepanza nell'intervallo energetico fra 10 keV e 30 keV. L'interesse per questa sezione d'urto nasce dal suo ruolo di "neutron standard", essendo impiegata come riferimento nella misura di flussi di neutroni e di sezione d'urto di reazioni indotte da neutroni. L'apparato sperimentale impiegato è costituito da una pila di sei rivelatori al silicio posizionati sul fascio di neutroni, disposti in modo da misurare i prodotti di reazione emessi in avanti e all'indietro dai campioni di Li, B e U. L'analisi ha fatto uso della Tecnica del Rapporto e i dati dell'uranio sono stati normalizzati all'integrale standard fra 7.8 e 11 eV. L'alta risoluzione di questo esperimento ha permesso di confermare l'esistenza di strutture simili a risonanze fra 2.2 e 4 keV. Inoltre, i risultati indicano che le principali librerie di dati nucleari sovrastimano la sezione d'urto di fissione del 235U nell'intervallo 9-18 keV di circa il 5%. Oltre a ciò, questa misura potrà contribuire a ridurre l'incertezza nell'intervallo energetico 1-100 keV. Infine, è stato calcolato un nuovo set di dati del rapporto fra le sezioni d'urto 10B(n,a) e 6Li(n,t), il quale mostra un ottimo accordo con i valori forniti dalla IAEA.