海外出張報告書; 長寿命核分裂生成核種の中性子断面積のデータ解析

Research Report; Data Analysis of Neutron Cross Section Measurement by LLFP Nuclides

古高 和禎  

Furutaka, Kazuyoshi

本報告書は、核燃料サイクル開発機構(サイクル機構)と米国オークリッジ国立研究所(Oak Ridge National Laboratory: ORNL)との間の共同研究「長寿命核分裂生成核種の中性子断面積に関するJNC-ORNL 共同研究」に基づいてORNL で行った、長寿命核分裂生成核種の中性子断面積のデータ解析結果についてまとめたものである。本出張では、長寿命核分裂生成核種であるTc による、熱中性子吸収反応で放出される即発ガンマ線データを解析することにより、同核種の熱中性子吸収断面積を決定する研究を行った。データの解析の結果、Tc の熱中性子吸収反応で生成するTc のガンマ線として、1086 本のガンマ線が観測された。観測されたガンマ線の情報から、Tc 核の崩壊図を作成した。6 本のガンマ線が、Tc の基底状態に遷移するガンマ線であると確認された。これらのガンマ線の強度の和から、Tc による熱中性子吸収反応の断面積の下限値が21.370.62b と求まった。また、Tc がベータ崩壊して生成するRu のガンマ線も観測されており、その解析から求めたTc の熱中性子吸収反応の断面積は22.81.8b となった。一方、観測したTc のすべての即発ガンマ線の強度とエネルギーから反応断面積を求めたところ、6.65b にしか達ないことが分かり、観測されていない強度の弱い高エネルギーガンマ線が多数あることが示唆された。

This report describes a research done at Oak Ridge National Laboratory (ORNL) under the collaborative program on "neutron reaction cross section of long-lived fission fragment nuclides" between Japan Nuclear Cycle development institute and ORNL. The author has analysed the data on promptly emitted gamma rays in thermal neutron capture reaction by a LLFP nuclide, Tc, and deduced its reaction cross section during his residence on ORNL. In the analysis, a total of 1086 gamma rays were confirmed as prompt transitions in Tc emitted the reaction. From the data for these gamma rays, a decay scheme was constructed. Six of the prompt gamma rats were regarded as transitions to the ground-state of Tc. By summing-up intensities of the six transitions, a lower-limit for the reaction cross section was obtained to be 21.370.62b. From the yields of the gamma rays in Ru, which are produced by beta-decay of Tc, the reaction cross section was also obtained to be 22.81.8b. On the other hand, the reaction cross section obtained from intensities and energies of the observed gamma rays amounted only to 6.65b, which suggested that there remained a large number of high-energy gamma rays which are too weak to be observed.