研究課題
原子力発電所などで発生する使用済み核燃料中の長寿命核分裂生成物(LLFP)をいかに処分するかは世界的な最重要課題の1 つとなっ ている。使用済み核燃料の最終的な処分で問題となる長寿命核分裂生成物の長寿命核分裂生成物の半減期は、極めて重要な核データであるにも拘らず、測定例は古い上に少ない。本研究では、半減期の決定に必要なパラメータである原子数を高分解能レーザー分光法であるコリニアレーザー分光法で測定するというこれまでにない手法により、同重体に起因する誤差を排除する。 理研のAVFサイクロトロンで15MeV/uに加速したdビームのBeターゲットへの照射で発生する中性子をNb-93ターゲットに照射することで起こる(n,p)反応から、Zr-93を含む試料を製作するビームタイムを行った。その試料のNb-92mの生成量をγ線計測から測定したが、見積よりも一桁近く低いことが分かった。試料の放射線を半年以上冷却した後、再度γ線計測を行うことにより他同位体の同定および生成量を測定した。Nb-92mの結果に基づき、Zr-93の生成量が見積よりも低いことを懸念し、JRR-3における中性子照射によるZr-93生成ビームタイムを2024年度に行う手筈を整えた。 コリニアレーザー分光装置においては、天然Zr同位体のコリニアレーザー分光スペクトルからZr一価イオン基底状態-第一励起状態への357nm共鳴遷移における電子因子を決定した。また、これまでのレーザーアブレーションだけでなく放電型イオン源および表面電離型イオン源を使ったZrイオンの生成に挑戦し、Zr一価イオンビームを得ることに成功した。これによりレーザーアブレーションよりもZr-93サンプルを効率よくレーザー分光へ使用できることが期待される。
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B: Beam Interactions with Materials and AtomsPhys
巻: 541 ページ: 272-274
10.1016/j.nimb.2023.05.031
