熱外中性子検出によるTRACY超臨界実験の出力履歴の測定

Measurements of power profile in TRACY supercritical experiment by detecting epithermal neutrons

中島 健; 柳澤 宏司 ; 三好 慶典

Nakajima, Ken; Yanagisawa, Hiroshi; Miyoshi, Yoshinori

TRACYを用いた超臨界実験における出力履歴を精度良く測定するために、熱外中性子検出による出力測定を試みた。熱外中性子の測定のために、カドミウム(Cd)被覆のU核分裂電離箱を使用し、中性子検出効率を向上させるための中性子減速材としてポリエチレンをCd被覆内に設置した。また、線によるノイズの影響を低減するために鉛遮蔽体を設けた。測定結果を熱中性子検出器の結果と比較したところ、従来の熱中性子検出では中性子が検出器に到達するまでの飛行時間によって生じる時間遅れの影響により出力に歪みが生じ、また、出力ピーク値が減少することが明らかになった。出力ピーク値の減少率は、添加反応度1.5$の比較的ゆっくりとした出力変化の場合には約4%であったが、反応度が約3$の高速出力変化では、40%以上と大きくなった。

We have tried to measure the power profile in the TRACY supercritical experiment with high accuracy by detecting epithermal neutrons. In order to measure the epithermal neutrons, a cadmium covered U fission chamber was used, and polyethylene, a neutron moderator, was set inside the cadmium to enhance the neutron detection efficiency. In addition, a lead shield was used to reduce the noise current due to gamma-rays. The measured results were compared with the ones using a thermal neutron detector, and it was found that the time delay effect in the thermal neutron detection, which was caused by the flight time of neutrons to reach the detector, distorted the power profile and reduced its peak value. The reduction ratio of peak power was about 4% for the relatively slow power change with the inserted reactivity of 1.5$, but it became over than 40% for the rapid power change with the reactivity of about 3$.