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2013 年度 実績報告書

廃炉設置小型ライナック中性子源による核データ分析研究

研究課題

研究課題/領域番号 25249137
研究機関東京大学

研究代表者

上坂 充  東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (30232739)

研究分担者 井頭 政之  東京工業大学, 原子炉工学研究所, 教授 (10114852)
堀 順一  京都大学, 原子炉実験所, 助教 (30362411)
古坂 道弘  北海道大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (60156966)
藤原 健  東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (90552175)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワード小型電子ライナック中性子源 / 短パルス中性子源 / Xバンド電子ライナック / 廃炉 / 核データ / Ce:LiCAF / 福島燃料デブリ分析 / 加速器駆動システム
研究実績の概要

東大原子力専攻所有のXバンド30MeV電子ライナックの入射系として、20 keV熱電子銃と定電界型バンチャーを組み合わせたシステムを検討した。最大ビームエネルギー35 MeV、パルス幅1 μs、繰り返し50 ppsとした場合、300 W弱の出力が期待される。
中性子発生用ターゲットの製作に向けたシミュレーションを、PHITSコードを用いて行い、W+U製のハイブリッド;中性子発生ターゲットの設計を行った。中性子検出用Ce:LiCAFシンチレータが中性子照射を受けた際に発するシンチレーション光は、それを電気信号に変えるための光電子増倍管の感度ピークより短い波長をもっているため、出力信号が小さく抑えられガンマ線ノイズと中性子信号の弁別が悪化する要因となっていた。そこで中性子信号はシンチレータ内でLiの中性子吸収によるα線による発光信号として、γ線のそれより大強度のもので識別・計測できるようにする。その原理実証実験に密閉Cf中性子線源、密閉Csγ線源で成功した。
京大では中性子検出用Ce:LiCAFシンチレータの原理実証実験の検討を行った。
北大では、将来の可搬型大強度3.95MeVXバンド電子ライナック中性子源のためのBe, BeD2ターゲットの検討を行った。
東工大では中性子のよる核医学用RI製造の展開の情勢調査を行った。

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

30MeVXバンドライナック中性子源の入射系の改良につき、設計がほぼ完了した(達成度90%)。中性子発生ターゲットと減速材は設計検討の方向性がみえた(達成度90%)。γ線識別中性子検出システムはCe:LiCAFシンチレータシステムの製作・実証に成功した(達成度100%)。

今後の研究の推進方策

30MeVXバンドライナック中性子源の、電子銃と電源の設計の最適化と製作を開始する。中性子発生ターゲットと減速材は設計と最適化を進める。γ線識別中性子検出Ce:LiCAFシンチレータシステムについて、京大ライナックTOFシステムを使った核データ実験を行う。

  • 研究成果

    (14件)

すべて 2014 2013

すべて 学会発表 (14件)

  • [学会発表] 短パルスX-Band電子ライナック中性子源のターゲットならびに減速材の検討2014

    • 著者名/発表者名
      田儀和浩、土橋克広、藤原健、上坂充、山本昌志、堀順一、木野幸一、原田秀郎
    • 学会等名
      日本原子力学会2014年春の年会
    • 発表場所
      東京都市大学 東京都
    • 年月日
      2014-03-28 – 2014-03-28
  • [学会発表] 短パルスX-Band電子ライナック中性子源を用いた高精度核データ測定体系の検討2014

    • 著者名/発表者名
      松山大樹, 田儀和浩, 藤原健, 上坂充, 山本昌志、堀順一、木野幸一、原田秀郎
    • 学会等名
      日本原子力学会2014年春の年会
    • 発表場所
      東京都市大学 東京都
    • 年月日
      2014-03-28 – 2014-03-28
  • [学会発表] 小型加速器原子核理工学研究展開2014

    • 著者名/発表者名
      上坂充
    • 学会等名
      日本原子力学会2014年春の年会
    • 発表場所
      東京都市大学 東京都
    • 年月日
      2014-03-26 – 2014-03-26
  • [学会発表] Review of electron linac based neutron sources for nuclear data study2014

    • 著者名/発表者名
      Mitsuru Uesaka, Walter Wuensch
    • 学会等名
      CLIC Workshop 2014
    • 発表場所
      CERN スイス
    • 年月日
      2014-02-06 – 2014-02-06
  • [学会発表] Compact short-pulsed X-band linac based neutron source2014

    • 著者名/発表者名
      M. Uesaka, K. Tagi, K. Dobashi, T. Fujiwara, M. Yamamoto and H.Harada
    • 学会等名
      CLIC Workshop 2014
    • 発表場所
      CERN スイス
    • 年月日
      2014-02-05 – 2014-02-05
  • [学会発表] Compact Short-Pulsed Electron Linac Based Neutron Sources for Precise2014

    • 著者名/発表者名
      M.Uesaka, K.Tagi, D.Matsuyama, T.Fujiwara, K.Dobashi, M.Yamamoto, H.Harada
    • 学会等名
      Nuclear Physics and Gamma-ray sources for Nuclear Security and Nonproliferation
    • 発表場所
      北海道大学 北海道
    • 年月日
      2014-01-28 – 2014-01-28
  • [学会発表] Simulation of X-band Linac Neutron Source2013

    • 著者名/発表者名
      K. Tagi, K. Dobashi, T. Fujiwara, and M. Uesaka, M. Yamamoto
    • 学会等名
      NA-PAC'13
    • 発表場所
      Pasadena USA
    • 年月日
      2013-10-03 – 2013-10-03
  • [学会発表] Design and Numerical Analysis for 30 MeV X-band Electron Linac Neutron Source of University of Tokyo2013

    • 著者名/発表者名
      K. Tagi, K. Dobashi, T. Fujiwara, and M. Uesaka, M. Yamamoto
    • 学会等名
      UCANS-IV
    • 発表場所
      北海道大学 北海道
    • 年月日
      2013-09-25 – 2013-09-25
  • [学会発表] 30 MeV X-band Electron Linac Neutron Source for Nuclear Data Study for Fukushima Accident Analysis2013

    • 著者名/発表者名
      M. Uesaka, K. Tagi, K. Dobashi, M. Yamamoto, T. Fujiwara, Hideo Harda
    • 学会等名
      UCANS-IV
    • 発表場所
      北海道大学 北海道
    • 年月日
      2013-09-24 – 2014-09-24
  • [学会発表] 30MeVXバンドライナック中性子源における入射部の設計2013

    • 著者名/発表者名
      田儀和浩、土橋克広、藤原健、上坂充、山本昌志
    • 学会等名
      日本原子力学会2013年秋の大会
    • 発表場所
      八戸工業大学 青森県
    • 年月日
      2013-09-05 – 2013-09-05
  • [学会発表] 35MeV50kWSバンド電子ライナック中性子線源システムの基本設計2013

    • 著者名/発表者名
      上坂充, 田儀和浩, 藤原健,土橋克弘, 勝村庸介, 山本昌志, 原田秀郎
    • 学会等名
      日本原子力学会2013年秋の大会
    • 発表場所
      八戸工業大学 青森県
    • 年月日
      2013-09-03 – 2013-09-03
  • [学会発表] APPLICATIONS OF X-BAND 30 MEV LINAC NEUTRON SOURCE TO NUCLEAR MATERIAL ANALYSIS FOR FUKUSHIMA NUCLEAR PLANT ACCIDENT2013

    • 著者名/発表者名
      Mitsuru Uesaka, Kazuhiro Tagi, Katsuhiro Dobashi, Takeshi, Fujiwara, Masashi Yamamoto, Hideo Harada
    • 学会等名
      第10回日本加速器学会年会
    • 発表場所
      名古屋大学 愛知県
    • 年月日
      2013-08-04 – 2013-08-04
  • [学会発表] Status report of Linac/Laser Facility of University of Tokyo in 20132013

    • 著者名/発表者名
      Mitsuru Uesaka, Shinichi Yamashita, Toru Ueda, Katsuhiro Dobashi, Takeshi Fujiwara, Kazuhiro Tagiu, Wenjing Wu, Changheng Liu, Joichi Kusano, Naoki Nakamura, Masashi Yamamoto, Eiji Tanabe
    • 学会等名
      第10回日本加速器学会年会
    • 発表場所
      名古屋大学 愛知県
    • 年月日
      2013-08-04 – 2013-08-04
  • [学会発表] 核データ測定用Xバンドライナック中性子源の設計2013

    • 著者名/発表者名
      田儀和浩、土橋克広、藤原健、上坂充、山本昌志
    • 学会等名
      第10回日本加速器学会年会
    • 発表場所
      名古屋大学 愛知県
    • 年月日
      2013-08-03 – 2013-08-03

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公開日: 2016-06-01  

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