2014 Fiscal Year Annual Research Report
アルファ線スペクトルとＬＸ線放射強度比を利用した革新的プルトニウム同位体分析法
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24360397
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
前畑 京介 九州大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (30190317)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高崎 浩司 独立行政法人日本原子力研究開発機構, その他部局等, その他 (00446444)
満田 和久 独立行政法人宇宙航空研究開発機構, その他部局等, 教授 (80183961)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | マイクロカロリメータ / 超伝導転移端センサー / プルトニウム同位体分析 / LX線スペクトル計測 / α線スペクトル計測 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
目的：プルトニウム(Pu)同位体のα崩壊生成物であるウラン(U)元素は、内部転換に伴い10keVから20keV領域で多数のLX線を放射する。このときU元素から放射される個々のLX線強度は、親核種であるPu同位体により異なる。本研究では、Pu同位体のα線スペクトルとα崩壊生成物であるU元素の個々のエネルギーのLX線放射強度比とを利用する、新しいPu同位体分析法を提案する。
研究の方法：Pu同位体試料から放射されるU元素のLX線を、多ピクセル超伝導転移端センサー(TES)型X線検出器で半値幅50eVより優れたエネルギー分解能でスペクトル計測するとともに、半導体検出器でα線スペクトル計測を行う。計測で得られたLX線放射強度比とα線スペクトルとを解析することで、従来困難であった239Puと240Puの同位体を弁別し、定量する。
本年度の研究実績：(10ピクセルTES型X線検出器システムの開発)厚さ10μmのCuのマッシュルーム形状吸収体をTESの上に電析により積層する方法の実験的に検討し、10ピクセル配置のTES型X線検出器作製の見通しを得た。
(超ウラン元素のLX線及びα線スペクトル計測)JAEA核燃料サイクル工学研究所において、 Cm、Np、Amなどの超ウラン元素のα線検出可能線源の使用が許可されている放射線管理区域へTES型X線検出器システムを移設した。前年度試作したマッシュルーム形状金吸収体が積層された4ピクセルTES型X線検出器を用いて、Cm-244線源から放射されるLX線のスペクトル計測を実施し、Cm-244のα崩壊に伴い放射されるPu LX線ピークを明確に分離できることを実証した。TES型X線検出器システムの移設作業に時間を要したため、α線スペクトル計測を実施することはできなかった。
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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
厚さ10μmのCuのマッシュルーム形状吸収体をTESの上に電析により積層する方法の実験的に検討し、10ピクセル配置のTES型X線検出器作製の見通しを得た。
Cm-244線源から放射されるLX線のスペクトル計測を実施し、Cm-244のα崩壊に伴い放射されるPu LX線ピークを明確に分離できることを実証した。
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| Strategy for Future Research Activity |
厚さ10μmのCuのマッシュルーム形状吸収体をTESの上に電析により積層する方法を確立する。吸収体の総面積は0.8mm2となる10ピクセル配置のTES型X線検出器の設計・試作を行う。
CmとNp線源のα線スペクトル計測とL X線スペクトル計測を実施する。計測で得られた実験結果を解析し、本研究で提案している239Puと240Puの同位体の弁別・定量法の妥当性を検討する。
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Research Products
(3 results)
