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中性子とガンマ線を同時に計測する混合雑音解析法による未知体系の核物質量検知

研究課題

研究課題/領域番号 17H03520
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
研究機関京都大学

研究代表者

三澤 毅  京都大学, 複合原子力科学研究所, 教授 (70219616)

研究分担者 高橋 佳之  京都大学, 複合原子力科学研究所, 助教 (40579273)
北村 康則  京都大学, 複合原子力科学研究所, 准教授 (60332706)
志賀 大史  京都大学, 複合原子力科学研究所, 助教 (70650836)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
14,430千円 (直接経費: 11,100千円、間接経費: 3,330千円)
2019年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2018年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2017年度: 7,930千円 (直接経費: 6,100千円、間接経費: 1,830千円)
キーワード核物質 / 中性子雑音 / ガンマ線雑音 / 臨界実験 / 未臨界実験 / パイルアップ / 中性子 / ガンマ線 / 雑音測定 / 雑音解析 / 原子力 / 放射線 / 未臨界
研究成果の概要

核セキュリティー対策として隠匿されたウラン等の核物質を探知しその量を推定するための手法として外部から中性子を対象物に照射して放出される中性子とガンマ線を同時に測定する混合雑音解析法を提案した。ガンマ線のエネルギー弁別をしながら雑音解析を行うことで検出器の位置依存性の低減が可能であること、バックグラウンドの高い場合の信号のパイルアップを除去するために、検出器からのパルス形状をすべて詳細に測定して分析するという新しい解析手法が有用であることが判った。これらの手法を併用した混合雑音解析法により核物質探知の探知と定量を精度良く行うことができる見通しを立てることができた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

近年の世界情勢の様々な問題の中で核テロを未然に防ぐことは非常に重要であり、そのためにはスーツケース等に違法に隠匿された核爆弾の原料となり得る高濃縮ウラン等の核物質を探知する必要がある。本研究においては別途開発をしている小型中性子加速器の利用を念頭に置き、そこから中性子をスーツケース等に照射し、周囲に設置した検出器により中性子とガンマ線を同時に測定する混合雑音解析法を新たに提案した。これまでの実験で本手法測定手法が核物質の検知に有効であることを確認することができた。この小型な装置を空港などに設置する検査装置として実用化することができれば、核セキュリティー対策に大いに役立てることができる。

報告書

(4件)
  • 2021 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 1件)

  • [国際共同研究] ブダペスト工科大学(ハンガリー)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Delayed neutron effect in time-domain fluctuation analyses of neutron detector current signals.2019

    • 著者名/発表者名
      Y. Kitamura, T. Misawa
    • 雑誌名

      Ann. Nucl. Energy

      巻: 123 ページ: 119-134

    • DOI

      10.1016/j.anucene.2018.09.004

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Determination of prompt neutron decay constant by time-domain fluctuation analyses of detector current signals.2018

    • 著者名/発表者名
      Y. Kitamura, I. Pazsit, T. Misawa
    • 雑誌名

      Ann. Nucl. Energy

      巻: 120 ページ: 691-706

    • DOI

      10.1016/j.anucene.2018.06.021

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 燃料デブリの臨界管理技術の開発(52)KUCAでの不均一炉心体系を模擬した未臨界度測定試験2021

    • 著者名/発表者名
      和田怜志,加納慎也,矢澤博之,三澤毅,北村康則
    • 学会等名
      日本原子力学会 2021年秋の大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 未臨界度測定に用いる放射線耐性の高い小型信号伝送システムの開発2020

    • 著者名/発表者名
      高橋佳之,三澤毅,北村康則,堀順一,安井彬
    • 学会等名
      日本原子力学会 2020年秋の大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Subcriticality measurement by two-point approximation of Feynman-alpha method at a loosely coupled core to simulate widely spread fuel debris2019

    • 著者名/発表者名
      Tsuyoshi Misawa, Yasunori Kitamura and Yamato Hayashi
    • 学会等名
      International Topical Workshop on Fukushima Decommissioning Research, FDR2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 燃料デブリの臨界管理技術の開発(43)ファインマンα法と中性子源増倍法を組み合わせた臨界近接監視手法の成立性の検討2018

    • 著者名/発表者名
      加納慎也, 和田怜志, 三澤毅, 北村康則
    • 学会等名
      日本原子力学会「秋の大会」
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Development of portable SNMs detection system with D-D neutron source based on combination of noise analysis and threshold energy neutron analysis method2018

    • 著者名/発表者名
      T. Misawa, Y. Kitamura
    • 学会等名
      IEEE 2018 Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Conference, 10-17 Nov, 2018, Sydney, Australia.
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2023-01-30  

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