Influence of water concentrations to chemical forms of tritium generated in mercury through a nuclear reaction

核反応により水銀中に生成するトリチウムの化学形に対する水含有量の影響

真辺 健太郎   ; 横山 須美

Manabe, Kentaro; Yokoyama, Sumi

J-PARCの物質・生命科学実験施設の核破砕中性子源においては、水銀ターゲットの核破砕反応により、トリチウムが生成する。このトリチウムによる潜在的な内部被ばくに対する評価を行ううえで重要となるトリチウムの化学形について調べた。水銀ターゲット内でのトリチウムの生成を模擬するために、少量の金属リチウムを含む液体水銀試料を熱中性子ビームで照射した。リチウムの(n,)反応から生成するHTOとHTの比率と、試料中の水分含有量との関係を調べたところ、水分含有量の増加に伴い、HTOの比率が増加することが見いだされた。この関係に基づき、液体水銀ターゲットシステム内の気相の水分圧からHTOとHTの比率を評価するための式を導出した。この式を用いて、運転中の水銀ターゲットシステムの気相中のトリチウムは、約70%がHTOで存在することが予測された。

Influence of water content to chemical forms of tritium generated in mercury was evaluated for assessment of potential internal exposure in the Japan Spallation Neutron Source (JSNS) using a mercury target. In order to simulate the condition of tritium production in the mercury target, mercury samples containing a small amount of metallic lithium as a source of tritium and water were irradiated with a thermal neutron beam. It was found that the ratio of HTO to the sum of HTO and HT increased with the water content in the mercury samples.