中性子計数の高次モーメントの空間依存性

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平成17年度は2年計画の最終年に当たる。本研究は古橋が提案した高次モーメントに基づく中性子相関法(三次中性子相関法)に着目し、未臨界度測定法の開発を目指した。未臨界度(-ρ)とは、核燃料体系が臨界からどれほど隔たっているかを示す指標である。三次中性子相関法は、未臨界度の絶対値を評価できる、数少ない手法の一つである。この手法は、中性子検出数の平均・分散・三次モーメントを測定する。定常外部中性子源と中性子検出器のみで簡便に測定できる利点がある。しかし、従来の実験解析式は測定結果が測定点に依存する、いわゆる空間依存性への考慮が不十分で、実用上限界があった。昨年度は、空間依存性を補正因子の形で考慮する簡易式を導いた。本年度は、空間依存性及びエネルギー依存性を考慮した厳密式の導出を目的とした。具体的には、時間に関する固有関数による展開法(αモード固有関数展開法)を用いて、二次モーメントY、及び三次モーメントXに対する厳密解を導いた。この厳密解はαモード固有関数とその随伴関数を含む複雑な級数の形となった。そこで実験解析に利用できる実用的な解析式として、基本モードのみに着目する「基本モード近似式」を導いた。X_∞/Y^2_∞【approximately equal】3/(1+δ_<2,0>(-ρ))+F_0{1+δ_<3,0>(-ρ)}(-ρ)/{1+δ_<2,0>(-ρ)}^2係数δ_<20>δ<30>,F_0に基本モード固有関数と随伴関数を介して、空間依存性が取り込まれている。さらに厳密解に基づいて、高次モード成分を除去できる検出器配置、及び高次モード成分の混入を補正する補正因子計算法を明確にした。これは具体的で重要な実験指針である。