超ウラン元素消滅処理の基礎研究用核分裂計数管の開発研究

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表題の計数管を開発する際にもっとも問題となるのは、超ウラン元素の元素の崩壊に伴い放出されるα線のパイルアップ事象と、核分裂事象とを分離計測することである。このために、まず電極形状や、計数ガス圧力を任意に変えることができる計数管を試験的に作製し、極板形状、間隔あるいは計数ガス種、圧力を最適化し、α線および核分裂片が計数ガス中に付与するエネルギーの差を大きくし、これらの弁別を容易に行えるような最適な条件を見い出した。次いで信号処理による両事象の弁別を検討した。まず高速動作型のタイミングフィルタ増幅器を用いて、パイルアップを抑制し、両事象の弁別が実用的なレベルで可能となった。これと同時にディジタル波形処理による波形弁別によりパイルアップ事象を除去する方法として、ニューラルネットワークアルゴリズムを用いた波形弁別手法の開発を行った。その結果、リアルタイム処理は不可能であるものの、両事象の弁別は十分可能であることを確認した。また電離箱式の計数管を用いた場合にほぼ必然的に生じるマイクロフォニック雑音を、ディジタル波形処理、特に周波数解析を利用した手法により除去する斬新な方法を開発し、論文にまとめて発表した。以上の知見に基づき、小型かつ封じ切りタイプの計数管を試作し、その特性の評価を行った。その結果、当初要求された性能を十分満たし、臨界集合体内において十分使用可能であるとの結論を得た。