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2021 年度 実施状況報告書

核物質検知のための可搬型チェレンコフ中性子検出器の開発

研究課題

研究課題/領域番号 20K15213
研究機関科学警察研究所

研究代表者

田辺 鴻典  科学警察研究所, 法科学第二部, 研究員 (60822070)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
キーワード核セキュリティ / チェレンコフ検出器 / 核物質 / 中性子 / 放射線計測
研究実績の概要

本研究ではアクティブ中性子法の1つである回転照射法用の中性子検出器として、新たに水チェレンコフ中性子検出器(WCND:Water Cherenkov Neutron Detector)の開発を行うことで、非常に低コストかつ可搬性のある核物質非破壊測定システムの実現を目指す。WCNDにおいては中性子とガンマ線の弁別が課題となるが、水に塩化ガドリニウムを溶解させ、中性子起因の発光量を増加させることで両者の弁別を行う。
本年度は、昨年度に実施した検出器の各構成要素(反射材、光電子増倍管、塩化ガドリニウム濃度、波長変換材)に関する最適化実験の結果に基づき、プロトタイプ検出器の製作を行った。検出器サイズについては、核分裂中性子の検出感度が最大となるようにシミュレーションによる最適化を実施した。また、Cf-252線源とCo-60線源を用いたテスト実験により、中性子/ガンマ線弁別の閾値を決定した後、プロトタイプ検出器を回転照射装置と組み合せ、核物質非破壊測定システムを構築した。さらに、構築したシステムを用いて、回転情報と同期した中性子時間スペクトルの取得に成功した。

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

本年度はプロトタイプ検出器の製作を行い、回転照射装置と組み合せた動作試験も完了した。COVID-19により実験日程に遅延が生じたが、おおむね順調に進展している。

今後の研究の推進方策

今後は構築した核物質非破壊測定システムを用いて、核物質検知の実証実験を実施する。

次年度使用額が生じた理由

COVID-19により学会がオンライン開催となったため、次年度の旅費に充てる。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2022 2021

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] A novel method of neptunium-237 detection in its separated form and advanced fuel based on photonuclear reactions2022

    • 著者名/発表者名
      Tanabe Kosuke、Sagara Hiroshi
    • 雑誌名

      Annals of Nuclear Energy

      巻: 170 ページ: -

    • DOI

      10.1016/j.anucene.2022.108990

    • 査読あり
  • [学会発表] 水チェレンコフ検出器を用いた可搬型アクティブ中性子法装置の開発2021

    • 著者名/発表者名
      田辺鴻典, 米田政夫, 藤暢輔, 相楽洋
    • 学会等名
      第58回アイソトープ・放射線研究発表会
  • [学会発表] Verification of the applicability of water Cherenkov detector to active neutron method and development of a prototype detector2021

    • 著者名/発表者名
      K. Tanabe, M. Komeda, Y. Toh, Y. Kitamura, T. Misawa, H. Sagara
    • 学会等名
      IEEE NSS MIC 2021
    • 国際学会
  • [学会発表] 光核反応を用いたNp-237の検出手法の提案2021

    • 著者名/発表者名
      田辺鴻典, 相楽洋
    • 学会等名
      日本核物質管理学会(INMMJ)第42回年次大会

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公開日: 2022-12-28  

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