| 研究課題/領域番号 |
20H02670
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分31010:原子力工学関連
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| 研究機関 | 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構 |
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研究代表者 |
前田 茂貴 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 高速炉・新型炉研究開発部門 大洗研究所 高速炉サイクル研究開発センター, 主任研究員 (60421773)
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| 研究分担者 |
渡辺 賢一 九州大学, 工学研究院, 教授 (30324461)
人見 啓太朗 東北大学, 工学研究科, 准教授 (60382660)
野上 光博 東北大学, 工学研究科, 助手 (10847304)
伊藤 主税 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 安全・核セキュリティ統括本部, 研究主幹 (90421768)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
17,810千円 (直接経費: 13,700千円、間接経費: 4,110千円)
2022年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2021年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
2020年度: 7,800千円 (直接経費: 6,000千円、間接経費: 1,800千円)
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| キーワード | TlBr半導体検出器 / ガンマ線 / スペクトロメータ / エネルギー分解能 / 検出効率 / 分解能 / スペクトロメータ― |
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| 研究開始時の研究の概要 |
アクセシビリティの良いとは言えない原子力プラント内でも容易に利用可能なポータブルかつ高エネルギー分解能を示すガンマ線スペクトロメータを、TlBr半導体検出器を用いて実現することを目指す。原子力プラントの現場からのニーズ、アプリケーションに応じた検出器仕様を選定するとともに、TlBr検出器素子の大型化・高品質化を進め、さらには電極構造・信号処理法の改良を進めることで、実際の現場での利用を想定したTlBr半導体検出器の開発を進め、その実用化を進める。本研究により、HPGe検出器に代わるガンマ線スペクトロメータの次世代ゴールドスタンダードとしてのTlBr検出器の地位を確立する。
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| 研究成果の概要 |
アクセシビリティが十分とは言えない原子力プラント内でも容易に利用可能なポータブルかつ高エネルギー分解能のガンマ線スペクトロメータとして、高速実験炉「常陽」の燃料破損検出設備に用いているHP-Ge検出器の置き換えを念頭に、本研究で得られた製造条件をもとに製作する試作検出器による実証試験を実施し、核分裂片（Fission Product：FP）ガスの核種弁別に必要なエネルギー分解能の達成、ポラリゼーションを防いだ長期安定性を確認した。ポータブルかつ高エネルギー分解能のガンマ線スペクトロメータを、TlBr半導体検出器を用いて実現できる可能性を示した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
重金属ハロゲン化物の代表的な１つである臭化タリウム半導体について、学術的な探求（不純物や欠陥に基づく検出器特性の把握、これらの相関関係を明らかにする）の先鞭をつけた。また、HPGe検出器の代替を目指したガンマ線スペクトロメータとして臭化タリウム検出器の実現可能性を大型結晶の動作や特性評価により十分示した。高価格化が止まらないHPGe検出器がオーバースペックな測定対象について、日本の技術力により、比較的低価格で大型のデュアービンや液体窒素による冷却が必要など、持ち運び、管理が楽な検出器開発期待できる。
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