2018 Fiscal Year Research-status Report
ニュートリノ観測による核廃棄物遠隔モニタリングシステムの構築
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17K14279
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| Research Institution | University of Fukui |
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Principal Investigator |
中島 恭平 福井大学, 学術研究院工学系部門, 講師 (30722540)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 核廃棄物 / 高レベル放射性廃棄物 / ニュートリノ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
原子炉では使用済核燃料から高レベル放射性廃棄物が発生し、これを地下数100m以下に埋設する地層処分が検討されている。本研究はこの放射性廃棄物が地下に安定的に保管され、それから発生するニュートリノ観測の統計的変動を捉えることで遠隔からモニターしようという試みである。
昨年度において、核廃棄物から発生するニュートリノフラックスの計算を行い、核廃棄物中の構成原子核を時系列順に調べ、ニュートリノを発生する核種を特定した。さらにそれぞれの核種から発生するニュートリノをエネルギー事に足し合わせることニュートリノフラックスを求め、特にニュートリノの検出反応である逆ベータ崩壊の閾値1.8MeV以上の核種からのニュートリノを求め、100m離れた位置にある検出器でどの程度の統計量が得られるかを試算した。
本年度は環境放射線バックグラウンド低減に向け、放射線種類による波形の違いを利用可能なプラスチックシンチレータ5cm角を用いて、γ線と中性子事象の波形弁別能評価のための測定を行った。さらにプラスチックシンチレータ周りに、ニュートリノ反応の際発生する中性子を吸収しα線を放出する6Li入りシートを多い、α線・γ線・中性子事象の波形弁別能評価を行った。これらの結果、それぞれの放射線を波形弁別可能であることを確認した。
波形弁別可能なプラスチックシンチレータおよび6Liシートは高価であり、5cm角程度でおおよそ50万円程度の金額になる。検出器の大型化に向けて、より安価である液体シンチレータに6Liを混ぜたカクテルを作る方法を検討することとした。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初予定していたニュートリノフラックスの計算、廃棄物由来のニュートリノフラックスを求めることに成功しており、引き続き測定のための基礎的な検出器の検討に進んでいる。また国際会議での発表も行っており、計画通りに研究が進展していると言える。
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| Strategy for Future Research Activity |
核廃棄物から発生するニュートリノは逆ベータ崩壊反応で求めるが、実際に地下数100mで測定を行う場合は環境放射線との戦いになる。今後は小型の検出器の開発を進め、ガンマ線や中性子、宇宙線ミューオンを減らす工夫を凝らしたものを開発する予定であり、固体のプラスチックシンチレータを用いた波形弁別能評価を進める。
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| Causes of Carryover |
2年目は検出器の基礎要素開発に注力し、3年目に環境放射線測定用のセットアップを整えることとした。
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