レーザー共鳴イオン化法を用いた鉄核変換物質検出による超高感度中性子ドシメトリー

1995 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07458096
• Research Category: Grant-in-Aid for General Scientific Research (B)
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 井口 哲夫 東京大学, 工学部, 助教授 (60134483)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 高田 英治 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助手 (00270885) ; 高橋 浩之 東京大学, 大学院・工学系研究科, 講師 (70216753) ; 長谷川 修一 東京大学, 大学院・工学系研究科, 講師 (90262047)
• Keywords: 中性子ドシメトリー / 共鳴イオン化 / レーザー分光 / 質量分析 / 鉄 / マンガン / 核変換 / 同位体比

Research Abstract

本研究は、低レベル中性子照射場における中性子ドシメトリーを、従来の誘導放射能測定に代わり、効率的かつ高精度に行う方法として、レーザー共鳴イオン化法(Resonance lonization Spectro-scopy:RIS)の適用を提案するものである。特に、原子力施設の構造材に豊富に含まれる鉄含有サンプルを対象とし、高感度、高選択性、迅速性、同重体干渉回避などのRISの特長を生かして、中性子との核変換反応の結果生じたFe及びMnの安定または長半減期の同位対比変化の測定をもとに、中性子ドシメトリーを行う方式の検討を行い、本手法の原理実証、基本の測定手順とデータベースの確立、及び適用限界を評価することを目的としている。
今年度実施した研究概要は、下記の通りである。
1.中性子とFeの核反応断面積ファイルをベースにして、代表的な鉄鋼材中のFe、Mn同位体比変化率と中性子フルエンス・エネルギースペクトルとの相関データベースを検討し、従来の放射化反応率を用いる汎用中性子ドシメトリー(中性子スペクトルアジャストメント)コードに組み込む作業を行った。
2.Fe,Mn同位体比のRISスキームについて、理論計算によるサーベイを行い、Mn検出に適した実験スキームを見出した。
3.RISシステムについて、過去に文献例の豊富なXeガス検出の基礎実験を行い、光学系と基本的なデータ処理系を整備するとともに、基本性能(検出効率と選択率)の確認を行った。
今後、東風試料蒸気化のためのレーザーアブレーション光学系を整備し、鉄鋼材の未照射と照射試料に対して、Fe,Mnの同位体比変化をRISで検出する基礎実験に進む予定である。