| 研究課題/領域番号 |
25246038
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| 研究機関 | 首都大学東京 |
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研究代表者 |
海老原 充 首都大学東京, 理工学研究科, 教授 (10152000)
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| 研究分担者 |
松尾 基之 東京大学, 総合文化研究科, 教授 (10167645)
千葉 光一 独立行政法人産業技術総合研究所, その他部局等, その他 (20281066)
藤 暢輔 独立行政法人日本原子力研究開発機構, その他部局等, 研究員 (60354734)
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| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2017-03-31
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| キーワード | パルス中性子 / J-PARC / ANNRI / MPGA / JRR-3 |
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| 研究実績の概要 |
本研究は大強度パルス中性子源J-PARCに設置した中性子核反応測定装置（以下、ANNRIと略称）と大強度連続中性子源JRR-3原子炉に設置された多重ガンマ線検出装置（以下、MPGAと略記）を用いて、新しい元素分析法の開発を行うことを目的とする。初年度である平成25年度には、中性子捕獲反応によって放出される即発ガンマ線シグナルをエネルギー分解能良く測定するために、低利得モードと高利得モードの2つの測定モードで取得できる回路計をパルス中性子、および連続中性子の実験用に構築した。加えて、測定データの汎用分析コードを開発し、そのベータ版の整備を行った。この版ではデータ収集系のデッドタイム補正が正確に出来るように、ランダムパルサーから発生する信号を用い、パルス中性子束の変動補正は陽子ビームのカウントを用いる方式を採用した。さらに、データ解析に必須の中性子捕獲断面積や即発ガンマ線エネルギーについて、優先度の高い元素からデータベース化を進めた。また、測定試料の多様性を考慮に入れて、それぞれの粉末状測定試料に対応するための試料ホールダーを開発し、試作した。中性子を利用して行う実験にかんしてはANNRIおよびMPGAとも年度内に実施出来なかった。これは、ANNRIに関しては放射性物質漏洩事故によるJ-PARCの運転休止、MPGAにつていは東日本大震災によるJRR-3の運転休止による。一方、元素分析の対照分析法としておこなう誘導結合プラズマ質量分析法（ICP-MS）に関しては、分析操作に種々の改良を加え、希土類元素、トリウム、ウラン、白金族元素を精度、確度ともに優れた分析手法を確立した。その分析手法を主として隕石試料に適用に、宇宙化学的に意義のある結果を得ることができた。また、環境試料と標準物質についても、放射化分析法により分析し、ANNRI、MPGAによる測定に備えた。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
「研究実績の概要」にも記載した通り、平成25年5月にJ-PARCのハドロン実験施設において放射性物質漏洩事故が発生し、J-PARCの運転が年度末まで停止（休止）となった。そのために、J-PARCに設置されたANNRI装置を用いたパルス中性子による実験ができなかった。また、平成23年度3月に発生した東日本大地震の影響で、JRR-3の運転が休止しており、平成25年度は年間を通じてMPGAによる実験ができなかった。このように、当初予定されていた中性子を用いた実験は全て取りやめざるをえなかったことから、この面での年度当初に見込んでいた目的の達成度には大きな遅れが生じた。一方、これらの実験に利用する予定であったデータ収集系については予定通り整備でき、また、測定試料の架台作成も予定通り実施することができた。ANNRIとMPGAを用いて分析した結果と比べるために、ICP-MSによる分析も平行して行ったが、分析目的とする微量元素の分析法に関して、宇宙化学的試料（隕石試料）に適用し、所期の目的を達成することが出来た。また、同様の目的でおこなった中性子放射化分析法による環境試料や標準物質試料の分析を行い、充分満足すべき結果を得ることが出来た。これらの分析法で得られた値は本来、同一試料をANNRIやMPGAで測定し、その結果と比べる予定であったが、その比較は出来なかった。
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| 今後の研究の推進方策 |
中性子源として、J-PARCの運転は次年度再開される見込みであることから、予定していたANNRIを用いる実験が行えることが見込まれる。一方で、JRR-3については運転再開の目処が立っておらず、MPGAによる実験は当分、じっしできないものと思われる。データ収集系の改良整備に関しては、博士研究員を採用して、その対応にあたるよていであり、大きな進展が期待できる。対照分析法であるICP-MSやINAAについては予定通り実施出来る見込みである。
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