2013 Fiscal Year Annual Research Report
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
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24360397
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
前畑 京介 九州大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (30190317)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
満田 和久 独立行政法人宇宙航空研究開発機構, その他部局等, 教授 (80183961)
高崎 浩司 独立行政法人日本原子力研究開発機構, その他部局等, その他 (00446444)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | マイクロカロリーメータ / 超伝導相転移端センサー / プルトニウム同位体分析 / LX線スペクトル計測 |
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| Research Abstract |
【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。
【研究の方法】Pu同位体試料から放射されるU元素のLX線を、多ピクセル超伝導転移端センサー(TES)型X線検出器で半値幅50eVより優れたエネルギー分解能でスペクトル計測するとともに、半導体検出器でα線スペクトル計測を行う。計測で得られたLX線放射強度比とα線スペクトルとを解析することで、従来困難であった239Puと240Puの同位体を弁別し、定量する。
【H25年度の研究実績】個々のピクセルに面積200μm X 200μm、厚さ5μmのマッシュルーム形状金吸収体が積層された4ピクセルTES型X線検出器を試作した。九大において、試作した4ピクセルTES型X線検出器を用いて241Am線源から放射されるLX線のスペクトル計測を行い、17.8keVのLX線を33eVの半値幅で計測した。JAEAにおいてPu同位体と241Amの混合線源のLX線スペクトル計測実験を実施し、LX線スペクトル計測のエネルギー分解能がさらに向上し、241AmとPu同位体のLX線ピークを明確に分離できた。しかしながら、使用したPu同位体線源は樹脂で覆われており、LX線の減弱のない線源によるスペクトル計測が必要であることがわかった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
4ピクセルTES型X線検出器によるスペクトル計測に成功し、多ピクセル化への知見を得た。
LX線スペクトル計測のエネルギー分解能により、241AmとPu同位体を分離できることを実証した。
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| Strategy for Future Research Activity |
使用したPu同位体線源は樹脂で覆われており、LX線の減弱のない線源によるスペクトル計測が必要であることがわかった。さらに、この線源ではα線の検出は出来ない。しかしながら、α線が検出を可能とするようなPu同位体線源は取り扱いが非常に困難である。そこで、取り扱いが比較的容易なCm、Np、Amなどの超ウラン元素のα線検出可能線源を使用して、α線スペクトル計測とLX線スペクトル計測を実施する。
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