| 研究課題/領域番号 |
24760714
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| 研究種目 |
若手研究(B)
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
堀 順一 京都大学, 原子炉実験所, 助教 (30362411)
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| 研究期間 (年度) |
2012-04-01 – 2014-03-31
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| キーワード | 中性子共鳴 / パルス中性子源 / 非破壊分析 / 核燃料物質 / 即発ガンマ線 |
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| 研究概要 |
本研究では、使用済核燃料体に含まれる核種を迅速且つ非破壊で定量するための技術として、中性子共鳴吸収法の適用を検討し、その有効性を検証することを目的としている。
平成24年度は中性子共鳴吸収を用いた非破壊分析を可能とするために、中性子捕獲ガンマ線測定のためのBGO検出器を新たに整備し、既存の測定装置と組み合わせることによって、透過中性子と即発ガンマ線を同時に測定するためのシステムを構築した。透過中性子測定と即発ガンマ線測定を組み合わせることにより、測定対象核種をindicatorとしたSelf-indication法という新たな分析手法を開発した。非破壊定量試験は京大炉電子ライナックのパルス中性子源と中性子飛行時間分析用ビームラインを用いて行った。
厚さ0.01-0.05mmの標準金試料に対してSelf-indication法による非破壊分析試験を行ったところ、厚さを3%以内の精度で決定できることを明らかにした。また、Am-243, Np-237のマイナーアクチニド（MA)核種の密封試料と核燃料物質であるU-238試料を重ね合わせた場合についても定量試験を行ったところ、Self-indication法の適用により不純物のMA核種の影響をほとんど受けることなくU-238の定量を行えることを確認した。また、中性子イメージング装置においても、装置内のシンチレータ物質をindicatorとして利用することにより、特定核種に高い感度を持たせた中性子イメージングが可能であることを示唆するデータを取得した。
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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
平成24年度は中性子捕獲ガンマ線測定用BGO検出器を整備し、透過中性子と同時に即発ガンマ線を同時に測定するためのシステムを構築し、標準物質、核燃料物質、マイナーアクチニド核種の非破壊分析試験を実施することができたので、所期の目的を達成したと言える。また、研究を進める中で中性子共鳴吸収法を更に発展させたSelf-indication法という分析法を新たに考案し、その実証試験を行い、中性子イメージングによる非破壊分析への応用の可能性を示すことができたことは予想を上回る成果である。一方、当初予定していた中性子ビームの高品質化については、実験装置のマシンタイムが十分取れなかったことから後回しとなっており、平成25年度に注力する予定である。全体としては計画通り概ね順調に進展している。
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| 今後の研究の推進方策 |
平成25年度は、使用済核燃料中に含まれる核種に対する共鳴吸収法を用いた非破壊分析の有効性を検証するために、試料位置を段階的に調整できるようなサンプルステージを整備し、核燃料物質、マイナーアクチニド核種、核分裂生成核種の複合試料を対象とした定量試験を実施する。一方、試験に用いた資料の原子数密度については、既に確立された手法であらかじめ測定する。
各試料と原子数密度について、中性子共鳴吸収法で得られた定量結果と比較することにより、本分析手法の定量精度と適用範囲を明らかにし、実際の使用済核燃料の非破壊分析に適用した場合の有効性を検証する。また、平成24年度に新たに開発したSelf-indication法を中性子イメージングによる非破壊分析へ適用するための基礎実験も実施する。
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| 次年度の研究費の使用計画 |
平成25年度は試料位置を段階的に調整できるようなサンプルステージの整備に必要な備品、消耗品を調達する予定である。また、中性子イメージング装置を使用した試験の請負のためにも研究費を使用する予定である。最終段階では、これまで得られた成果を公開するための論文投稿費としての使用を考えている。
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