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加速器施設で発生する放射化物の放射性核種濃度評価法の研究

研究課題

研究課題/領域番号 14380240
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 原子力学
研究機関大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構 (2004)
高エネルギー加速器研究機構 (2002-2003)

研究代表者

柴田 徳思  高エネルギー加速器研究機構, 放射線科学センター, 教授 (80028224)

研究分担者 桝本 和義  高エネルギー加速器研究機構, 放射線科学センター, 助教授 (60124624)
三浦 太一  高エネルギー加速器研究機構, 大強度陽子加速器計画推進部, 助教授 (80209717)
沼尻 正晴  高エネルギー加速器研究機構, 放射線科学センター, 助手 (20189385)
松村 宏  高エネルギー加速器研究機構, 放射線科学センター, 助手 (30328661)
平山 英夫  高エネルギー加速器研究機構, 放射線科学センター, 教授 (00044785)
伴 秀一  高エネルギー加速器研究機構, 放射線科学センター, 教授 (70141976)
研究期間 (年度) 2002 – 2004
研究課題ステータス 完了 (2004年度)
配分額 *注記
12,300千円 (直接経費: 12,300千円)
2004年度: 3,400千円 (直接経費: 3,400千円)
2003年度: 3,000千円 (直接経費: 3,000千円)
2002年度: 5,900千円 (直接経費: 5,900千円)
キーワード加速器施設 / 放射化物 / クリアランス / 核種分析 / 加速器質量分析 / コンクリート / 放射化検出器 / トリチウム / 加速器 / 塩素-36 / EGS-4
研究概要

加速器施設で生成する放射化物中の放射性核種の濃度を測定する方法を確立することは、放射化物の合理的取扱および処理を行ううえで非常に重要である。特に、コンクリートは加速器施設のデコミッショニングにおいて最も大量に発生することが予想されるため、その評価・検認手法の確立が不可欠である。コンクリートは金属に比べてその組成が複雑でかつ、分析のための試料の処理が難しいことから、コンクリート放射化物中に含まれる可能性があるが測定が難しい核種であるトリチウムやCl-36について分析法を確立することに重点を置いて研究を進めてきた結果、それらの測定困難核種について分離、定量する手法を確立し、加速器施設からの試料収集をすすめ、実際にそれらの試料の分析を行ってきた。また、Cl-36は各加速器の運転された期間中に発生した総中性子量を求めるのに有効であることが分かった。電子加速器、ハドロン加速器にかかわらず、放射化は主に二次的に生成する中性子の捕獲反応に起因すること、γ核種とトリチウムやCl-36の深度分布は同様の結果を示すことが確かめられた。また、熱中性子反応で生成する核種の放射能の強度は低エネルギー加速器では深さ約10cmのところに極大を示した。高エネルギー加速器では深さとともに指数関数的に減少する様子が観測され、他の反応の寄与が増大していることが示唆されたが、それぞれの核種の生成比は類似していた。以上のことを確認するために、本機構において高エネルギー中性子の照射場を作り、実際に金属やコンクリートを照射し、生成収率の測定を進めた。
次に、電磁石などの金属の放射化の程度をサイクロトロンおよび電子シンクロトロンで測定し、銅、ステンレス、鉄材において主要なガンマ核種はCo-60であることを確認した。本研究成果をもとに、今後Ni-63、Fe-55などの難測定核種の定量法を確立するとともに、コンクリートおよび金属材料中での放射性核種の濃度の相関を求めていく必要がある。また、簡易な検認手法の開発、シミュレーション技術の開発など引き続き研究を進展させる必要があると言える。本研究は、加速器放射化物に関する取扱いのガイドライン作成において多いに役立つことを期待している。

報告書

(4件)
  • 2004 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2003 実績報告書
  • 2002 実績報告書

研究成果

(24件)

すべて 2004 その他

すべて 雑誌論文 文献書誌

  • [雑誌論文] Tritium activity induced in the accelerator building and its correlation to radioactivity of γ-nuclides2004

    • 著者名/発表者名
      Q.Wang, T.Shibata et al.
    • 雑誌名

      J.Radioanal.Nucl.Chem. 262

      ページ: 587-592

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書 2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] KENS shielding experiment(1) : Establishment of high energy neutron irradiation facility and measurement of neutron attenuation through 4m concrete2004

    • 著者名/発表者名
      N.Nakao, K.Masumoto et al.
    • 雑誌名

      J.Nucl.Sci.Technol. Suppl.4

      ページ: 22-25

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書 2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] KENS shielding experiment(1) : Measurement of neutron spatial distribution inside the concrete shield using activation foil and imagine plate technique2004

    • 著者名/発表者名
      Q.Wang, K.Masumoto et al.
    • 雑誌名

      J.Nucl.Sci.Technol. Suppl.4

      ページ: 26-29

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Study of Radionuclides Induced in Low-activation Concrete Using the 12-GeGeV Proton Synchrotron Accelerator at KEK2004

    • 著者名/発表者名
      K.Saito, T.Miura et al.
    • 雑誌名

      J.Nucl.Sci.Technol. Suppl.4

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Tritium activity induced in the accelerator building and its correlation to radioactivity of γ-nuclides2004

    • 著者名/発表者名
      Q.Wang, T.Shibata et al.
    • 雑誌名

      J. Radioanal. Nucl. Chem. 262

      ページ: 587-592

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] KENS shielding experiment(1) : Establishment of high energy neutron irradiation facility and measurement of neutron attenuation through 4m concrete2004

    • 著者名/発表者名
      N.Nakao, K.Masumoto et al.
    • 雑誌名

      J. Nucl. Sci. Technol Suppl.4

      ページ: 22-25

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] KENS shielding experiment(2) : Measurement of neutron spatial distribution inside the concrete shield using activation foil and imaging plate technique2004

    • 著者名/発表者名
      Q.Wang, K.Masumoto et al.
    • 雑誌名

      J. Nucl. Sci. Technol Suppl.4

      ページ: 26-29

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Study of Radionuclides Induced in Low-activation Concrete Using the 12-GeGeV Proton Synchrotron Accelerator at KEK2004

    • 著者名/発表者名
      K.Saito, T.Miura et al.
    • 雑誌名

      J. Nucl. Sci. Technol Suppl.4

      ページ: 78-81

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] KENS shielding experiment(1) : Measurement of neutron spatial distribution in side the concrete shield using activation foil and imaging plate technique2004

    • 著者名/発表者名
      Q.Wang, K.Masumoto et al.
    • 雑誌名

      J.Nucl.Sci.Technol. Suppl.4

      ページ: 26-29

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Study of Radionuclides Induced in Low-activation Concrete Using the 12-Ge GeV Proton Synchrotron Accelerator at KEK2004

    • 著者名/発表者名
      K.Saito, T.Miura et al.
    • 雑誌名

      J.Nucl.Sci.Technol. Suppl.4

      ページ: 78-81

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] AMS Analysis of 36Cl Induced in Concrete of Accelerator Facilities

    • 著者名/発表者名
      K.Bessho, H.Matsumura et al.
    • 雑誌名

      Radiochimica Acta In press

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Target dependence of beryllium fragment production in neutron- and alpha-induced nuclear reactions at intermediate energies

    • 著者名/発表者名
      H.Matsumura, K.Masumoto et al.
    • 雑誌名

      Radiochimica Acta In press

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] AMS Analysis of 36Cl Induced in Concrete of Accelerator Facilities

    • 著者名/発表者名
      K.Bessho, H.Matsumura et al.
    • 雑誌名

      Radiochimica Acta (in press)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Target dependence of beryllium fragment production in neutron- and alpha-induced nuclear reactions at intermediate energies

    • 著者名/発表者名
      H.Matsumura K.Masumoto et al.
    • 雑誌名

      Radiochimica Acta (in press)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] AMS Analysis of 36Cl Induced in Concrete of Accelerator Facilities

    • 著者名/発表者名
      K.Bessho, H.Matsumura et al.
    • 雑誌名

      Radiochimica Acta (In press)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Target dependence of beryllium fragment production in neutron- and alpha-induced nuclear reactions at intermediate energies

    • 著者名/発表者名
      H.Matsumura, K.Masumoto et al.
    • 雑誌名

      Radiochimica Acta (In press)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [文献書誌] K.Masumoto, A.Toyoda, K.Eda, Y.Izumi, T.Shibata: "Evakuation of radioactivity induced in the accelerator building and its application to decontamination work"J.Radioanal.Nucl.Chem.. 255. 465-469 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] M.Numajiri, K.Masumoto, T.Miura, Y.Oki, T.Suzuki, K.Kondo: "Production cross sections of C-14 in aluminium by nuclear spallation"J.Radioanal.Nucl.Chem.. 255. 481-483 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] T.Miura, K.Bessho, S.Ishihama, N.Ohtsuka: "Migration of radionuclides induced in the soil below the 12 Gev proton accelerator facility at KEK"J.Radioanal.Nucl.Chem.. 255. 543-546 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] K.Masumoto, A.Toyoda, K.Eda, T.Ishihara: "Measurement of the spatial distribution of neutrons in an accelerator room by the combination of activation detectors and an imaging plate"Radiation. Safety Management. 1. 12-16 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] K.Masumoto, A.Toyoda, K.Eda, Y.Izumi, T.Shibata: "Evaluation of radioactivity induced in the acceleraotor building and its application to decontamination work"J.Radioanalytical and Nuclear Chemistry. 255. 465-469 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] M.Numajiri, K.Masumoto, T.Miura, Y.Oki, T.Suzuki, K.Kondo: "Production cross sections of 14C in aluminum by nuclear spallation"J.Radioanalytical and Nuclear Chemistry. 255. 481-483 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] T.Miura, K.Bessho, S.Ishihama, N.Ohtsuka: "Migration of radionuclides induced in the soil below the 12 GeV proton accelerator facility at KEK"J.Radioanalytical and Nuclear Chemistry. 255. 543-546 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] K.Masumoto, A.Toyoda, K.Eda, T.Ishihara: "Measurement of the spatial distribution of nutrons in an accelerator room by the combination of activation detectors and an imaging plate"Radiation Safety Managcment. 1. 12-16 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書

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公開日: 2002-03-31   更新日: 2016-04-21  

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