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2015 年度 実績報告書

アルファ線スペクトルとLX線放射強度比を利用した革新的プルトニウム同位体分析法

研究課題

研究課題/領域番号 24360397
研究機関九州大学

研究代表者

前畑 京介  九州大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (30190317)

研究分担者 高崎 浩司  国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, その他部局等, その他 (00446444)
満田 和久  国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, その他部局等, 教授 (80183961)
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2016-03-31
キーワードマイクロカロリーメータ / 超伝導転移端センサー / プルトニウム同位体分析 / L X線スペクトル計測 / α線スペクトル計測
研究実績の概要

目的:プルトニウム(Pu)同位体のα崩壊生成物であるウラン(U)元素は、内部転換に伴い10keVから20keV領域で多数のLX線を放射する。このときU元素から放射される個々のLX線強度は、親核種であるPu同位体により異なる。本研究では、Pu同位体のα線スペクトルとα崩壊生成物であるU元素の個々のエネルギーのLX線放射強度比とを利用する、新しいPu同位体分析法を提案する。
研究実績:
(1) 10ピクセルTES型X線検出器システムの開発
宇宙科学研究所で、厚さ4ミクロンのAuをTES上に蒸着する方式により64ピクセルTES型マイクロカロリーメータを作製した。単ピクセルのTES型マイクロカロリーメータの性能評価試験では、5.9 keVのX線を半値幅5eVのエネルギー分解能で検出することが確認された。今後、宇宙科学研究所で作製された64ピクセルTES型マイクロカロリーメータの超ウラン元素のL X線に対する応答特性を実験的に調べる予定である。
(2) 超ウラン元素のLX線及びα線スペクトル計測
雑音対策を施してCm-244標準線源から放射されるL X線を、マッシュルーム形状金吸収体4ピクセルTES型X線検出器を用いてスペクトル計測を実施した。測定で得られたエネルギースペクトルでは、エネルギーが14.28keVのL X線ピークの半値幅が55eVに向上した。測定で得られたピークの幅には、TES型マイクロカロリーメータのエネルギー分解能と自然幅が含まれる。これらを考慮してL X線ピークを詳細に解析しすることで、TES型マイクロカロリーメータのエネルギー分解能として半値全幅43.1eVを達成した。現在、Cm-244標準線源のα線スペクトル計測の準備をしている。

現在までの達成度 (段落)

27年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

27年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額が生じた理由

27年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額の使用計画

27年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2016 2015

すべて 学会発表 (4件)

  • [学会発表] TES型マイクロカロリーメータを用いた超ウラン元素L X線の分析2016

    • 著者名/発表者名
      杉本哲也, 前畑京介, 伊豫本直子, 石橋 健二, 中村圭佑, 森下祐樹, 高崎浩司, 満田和久
    • 学会等名
      日本原子力学会2016年春の年会
    • 発表場所
      東北大学川内キャンパス
    • 年月日
      2016-03-27
  • [学会発表] TES型マイクロカロリーメータによる244Cm線源のL X線スペクトル計測2016

    • 著者名/発表者名
      前畑京介, 杉本哲也, 伊豫本直子, 石橋 健二, 中村圭佑, 森下祐樹, 高崎浩司, 満田和久
    • 学会等名
      第63回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東京工業大学大岡山キャンパス
    • 年月日
      2016-03-19
  • [学会発表] ANALYSIS OF L X-RAY SPECTRA OF TRANSURANIUM ELEMENTS MEASURED BY A MICROCALORIMETER2016

    • 著者名/発表者名
      T. Sugimoto, K. Nakamura, M. Maeda, K. Maehata, N. IYOMOTO, K. ISHIBASHI, K. Takasaki, K. Mitsuda
    • 学会等名
      The First Symposium on Radiation Detectors and Their Uses
    • 発表場所
      高エネルギー加速器研究機構つくばキャンパス
    • 年月日
      2016-01-19
  • [学会発表] TES型マイクロカロリーメータを用いた超ウラン元素LX線スペクトル測定2015

    • 著者名/発表者名
      中村圭佑, 前田 亮, 森下祐樹, 高崎浩司, 前畑京介, 伊豫本直子, 石橋 健二, 満田和久
    • 学会等名
      日本原子力学会2015年秋の大会
    • 発表場所
      茨城大学日立キャンパス
    • 年月日
      2015-09-10

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公開日: 2017-01-06  

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