広域エネルギー中性子場用新ドシメトリー・システムの開発

• 研究課題/領域番号: 02558024
• 研究種目: 試験研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 原子力学
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 神田 幸則 九州大学, 総合理工学研究科, 教授 (40016845)
• 研究分担者: 河野 俊彦 九州大学, 総合理工学研究科, 助手 (30234090) ; 鷹尾 良行 九州大学, 総合理工学研究科, 助手 (60206711)
• 研究期間 (年度): 1990 – 1992
• 研究課題ステータス: 完了 (1992年度)
• 配分額: 7,500千円 (直接経費: 7,500千円); 1992年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円); 1991年度: 1,300千円 (直接経費: 1,300千円); 1990年度: 5,200千円 (直接経費: 5,200千円)
• キーワード: ヘリウム生成断面積 / ヘリウム集積法 / 中性子ドシメトリー / ヘリウム / 中性子 / アルファ粒子 / 中性子ドシメトリ- / 中性子束

研究概要

本研究は、核融合炉材料開発および超ウラン核種の消滅処理に計画されているような、高エネルギー中性子場に有効な新しい中性子ドシメトリーシステムの開発を目的とした。システムに用いたHe集積法はHe生成量を計測する方法で、高エネルギーの中性子場では特に有効な方法である。
中性子のドシメトリーには、ドシメータとして使用する試料の高エネルギー中性子におけるHe生成断面積が必要である。既存の微量He原子測定装置の実際のフィールドへの適用は、それほど難しいものではない。しかし、He生成断面積の測定例が少なく、その測定も可能な装置開発が必要である。現在使用可能な高エネルギー中性子源で、照射実験を行った場合に得られるHe生成量を試算した結果、最低1×10^<10>個の極めて微量のHe量を測定する必要があることがわかった。そこで極微量のHe原子を測定することが可能な、微量He原子測定装置の開発が最重要課題となった。He測定の下限を決定するのは、主に水素系のバックグラウンドガスであり、トラップと各部分に対する十分な脱ガス処理、排気系の設計および測定手順の最適化により、本研究で開発した微量He原子測定装置では、1×10^<10>個のHe含有Al試料を、±5%の精度で測定可能である。また同時に、He量1×10^9個までの装置の較正方法および中性子の高エネルギー化にともなう生成α粒子の放出に対する補償方法を開発した。
装置の安定性およびHe生成断面積の測定方法の確立のために、原研FNSを用いて、14MeV近傍の中性子照射試料(Al,Si,C)を作製し、He生成断面積を本装置で測定した。特に、Al,SiではHe生成断面積のエネルギー変化を測定することが出来た。また、九大タンデム加速器で、Al試料に陽子照射を行い、0〜18MevでのAlの(p,Xα)断面積を測定した。以上の如く、新型ドシメトリー・システムの実現に必要な装置および測定手法の開発を完了した。