位置分解能と検出効率を向上させた新しい細径光ファイバー中性子検出器の開発

2004 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 16656291
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 代谷 誠治 京都大学, 原子炉実験所, 教授 (80027474)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 三澤 毅 京都大学, 原子炉実験所, 助教授 (70219616) ; 宇根崎 博信 京都大学, 原子炉実験所, 助教授 (40213467) ; 卞 哲浩 京都大学, 原子炉実験所, 助手 (50362413)
• Keywords: 光ファイバー / 中性子検出器 / シンチレーションファイバー / 中性子束分布 / 高速炉体系 / 検出効率

Research Abstract

原子炉での中性子の測定をリアルタイムで行うためにはBF-3、He-3などの検出器を使用しているが、これらの検出器は大きさの制限のため検出器を設置することで体系への外乱を与えてしまうという問題がある。近年、光ファイバーを用いた新しい中性子検出器(以下、光ファイバー検出器)を開発しており微細な隙間に挿入することができるという長所があるものの、BF-3等と比べて検出効率が著しく低いという問題点があることが明らかとなってきた。本研究の目的は検出効率を高めた新しい細径の光ファイバー検出器中性子検出器を開発し、原子炉での非常に詳細な中性子束分布を測定し実験精度の向上を図ることである。
今年度は、光ファイバー検出器に用いるシンチレータと中性子反応物質(LiF、Li-glass、B2O3など)との組み合わせについて検討した。また使用する光ファイバーの種類についてはこれまでの光ファーバーに加えてシンチレーションファイバーを組み合わせる方法について検討し、来年度以降の性能比較実験の準備を行った。一方、これまでの光ファイバー検出器を高速炉体系で使用して中性子束分布の詳細測定を行う実験を行い、核分裂計数管を用いた他の測定手法との比較、および計算値との比較を行った。その結果、光ファイバー検出器を用いた実験では炉心内の狭隘な隙間に設置することができるため、これまで測定することが難しかった位置での中性子束分布を測定できることが判った。また実験結果は燃料とブランケットとの境界付近を除いて計算結果と良く一致した。