高速核分裂計数管を用いたアクチノイド核種高速中性子核分裂断面積の精密測定

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本研究は, 原子炉の核特性, 核燃料サイクル, 消滅処理などにおいて重要なアクチノイド核種の核分裂断面積の精密測定のために, 高速核分裂計数システムを開発し, 核分裂試料からのアルファ線と室内散乱中性子よるバックグランドを大幅に減少させることによって, 高精度の断面積測定を行うことを目的とする. 本研究により下記に示す成果を得た.1.核分裂率測定用平行平板型電離箱の応答を最適化するため, 時間分解能と液高分解能の電極間距離依存性を, 実験とシミュレーション計算により調べた. この結果, 両者は電極間距離とともに有意な変化を示し, 6mm程度の距離において最も良好となることが判明し, 高速エレクトロニクスを用いた信号処理により, 4〜5ナノ秒の時間分解能を得た. 同時にアルファ線との分離も十分な波高分解能が達成された.2.開発した計算システムとパルスビームを用いた飛行時間対波高分布の二次元データ収集方式とそのデータ処理法を検討し, 有効な手法を確立した. 従来の直流ビームを用いる方式にくらべ, バックグランドは十分の一以下に低減され, かつバックグランド評価に伴う誤差も大きく減少した.3.1, 2の手法と東北大学ダイナミトロン加速器によるパルス中性子ビームを用い, プルトニウムー239, 240, 242の3核種に対し0.6-7MeVのエネルギ範囲において核分裂断面積を測定した. 測定はウラン235に対する相対測定の方法によった. 得られたデータから種々の誤差要因の相関を考慮した解析により核分裂断面積を導出した. 測定データは誤差が2%前後と小さく本手法の有効性を示すとともに, 今後のデータ整備に貢献するものと期待される. 本研究の成果はすでに原子力学会, 核データ研究会などで報告され, 本年5月の核データ国際会議でも発表される予定である.