高速増殖炉の燃料ピン充填希ガス同位体による中性子捕獲断面積の測定

2013 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 23360429
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 石橋 健二 九州大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (00159766)
• Project Period (FY): 2011-11-18 – 2016-03-31
• Keywords: キセノン / クリプトン / 中性子捕獲断面積 / ゲルマニウム検出器

Research Abstract

本年度は、希ガスターゲットに対する連続エネルギー中性子捕獲断面積のテスト実験を2月下旬に行った。実験はJ-PARC物質・生命科学実験施設のANNRI装置を使用した。施設の放射線安全基準が変更になったため、まず前年度に作製したFRPとカプトン膜のガスサンプル容器のみを使用した。バックグラウンド事象低減のために使用したFRP材料の中にホウ素が混入していることが中性子照射によるテスト実験で判明した。また、この容器で中性子を透過するための窓材として使用しているカプトン膜もこの材料中に存在する水素による中性子の弾性散乱の影響が非常に大きいことが判明した。その結果、軽い原子核材料であるFRPとカプトン膜ではなく、少し重い原子核であるがバックグラウンドの影響を実効的に低減できるアルミニウムでガスサンプル容器を作る必要が有ることがわかった。また、当初1気圧で希ガスを封入する予定であったが、強化された施設の安全基準を満たすために0.1から0.5気圧に低下させる必要が有ることがわかった。
また、原子核反応断面積計算コードCCONEを使用して、キセノンとクリプトン同位体の中性入射に対する打面積評価計算を行った。全断面積に影響を与える光学ポテンシャルのパラメータの最適化を行い、準位密度パラメータや前平衡過程計算で使用されるパラメータで最適な値のセットを探索した。その結果、従来の評価済核データライブラリよりも既存の実験データの再現性を向上させることができるようになった。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

J-PARCの放射線漏洩事故のためにテスト実験の実施が2月末となったため。また、このテスト実験で当初使用を予定していたガスサンプル容器がバックグラウンドを低減できないことがわかったため。

Strategy for Future Research Activity

次年度はアルミニウムを使用したガスサンプル容器を作成し、中性子捕獲断面積の測定実験を上半期に実施して、問題点があれば改良を行い下半期にも実験を実施することとする。