| 研究課題/領域番号 |
17K07016
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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 |
米田 政夫 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 原子力基礎工学研究センター, 研究職 (90469817)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| キーワード | 核物質検知 / 中性子線源 / 回転照射 |
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| 研究実績の概要 |
本研究の目的は、従来にない全く新しい核物質検知手法として、中性子源を測定対象物の近辺で高速回転させて計測を行う手法について研究開発することである。平成29年度は、本研究手法の基礎原理を調べるために、シミュレーションを用いた研究に取り組んだ。特にシミュレーションを用いた解析により本手法の基礎原理を明らかにするとともに、汎用的な機器を用いた測定装置の実現性を示すことができた。
シミュレーションには、連続エネルギーモンテカルロコードMVP及び核データファイルJENDL-4.0を用いた。中性子線源を円周上で連続的に移動させることで回転照射を模擬し、回転速度は線源の移動時間を調整することにより模擬した。シミュレーションでは、将来の実験装置製作を念頭に入れた体系を用い、線源の回転半径は20 cm、測定対象物（ポリエチレン製容器）の半径は12 cm、He-3検出器(長さ20 cm, 4 am)の本数は7本とした。 ポリエチレン容器の中心部にウラン線源（U-235が1.0～14.25 g）を配置し、回転照射時(回転速度2500～1000 rpm)の中性子カウント数の時間推移を求めた。対象物に核物質を含む場合のシミュレーションの結果、中性子線源を高速で回転させることより、線源が測定対象物に最も近づいた時点（最接近時）の前後におけるカウント値に変化が現れることを見出した。一方、核物質を含まない場合は、最接近時前後の値に差異は生じない。つまり、この差異を観測することにより、核物質含有を判断することが可能となることを明らかにした。回転数が増すほどこの差異は大きくなることから、回転数が増すほど核物質検知に要する時間が短くなる。また、回転数が同じであれば、核物質量が多くなるほど検知に要する時間が短くなることを明らかにした。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
計画通り、本研究手法を調べるためのシミュレーション手法を確立することができ、更にシミュレーションによって本研究手法の基礎原理を明らかにすることができた。また、シミュレーションにより、来年度(H30年度)に製作する実験装置の大凡の性能を明らかにすることができた。以上より、本研究はおおむね順調に進展していると考えている。
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| 今後の研究の推進方策 |
H30年度は、本研究手法の実験装置の設計・製作を進める。実験装置の大凡の寸法、機械性能(線源強度、回転速度等）はH29年度に検討済みであるため、H30年度は詳細な装置設計及びシミュレーションを実施する。
実験装置の設計はH30年6月頃までに完了させ、同年12月頃までに製作する。その後、H31年1月頃から実験を開始する。
研究成果発表についても取り組み、H30年度初めにシミュレーション結果について論文投稿を行う。その後、関係学会において発表を行う。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
理由：当初計画よりも安価に物品購入できたことにより、差額が生じたため。
使用計画：物品購入費に充当する。
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