MA核種の高速中性子微分核分裂断面積の測定 -II

Measurement of fast neutron induced fission cross section of minor-actinide

平川 直弘*

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新しい核燃料サイクルの一つとして考えられているアクチニドリサイクルにおいては、炉心燃料にマイナーアクチニド(MA:Np,Am,Cm等)を比較的多く含有することとなるため、これらMAの高速炉の炉心特性への影響を精度良く評価することが不可欠となる。そのためには、正確なMAの核反応断面積が必要である。そこで本研究では、MA核種の高速中性子微分核分裂断面積の測定を実施する。本年度においては、昨年度の研究の結果をふまえ、下記の点について、実験的な改良を加えた。(1)密封型核分裂計数管の開発、(2)Li中性子発生ターゲットの高強度化、(3)飛行時間系測定回路の高時間分解能化、(4)高質量のネプチニウム試料の導入と(5)高純度のウラン試料の導入である。これらの改良された測定装置並びに試料を用いてNp-237に対する核分裂断面積測定を実施し、5-100keVの中性子エネルギー領域に対するNp-237/U-235の微分核分裂断面積比及びNp-237の核分裂断面積を測定した。一方、Npと同様に高速炉炉心に大きな影響を持つとされているAm試料に対して、Am-241及びAm-243の核分裂断面積の現状を調査するとともに、両試料を入手し、定量を実施した。

In fuel cycles with recycled actinide, core characteristics are largely influenced by minor actinide (MA:Np, Am, Cm). Accurate nuclear data of MA such as fission cross section are required to estimate the effect of MA with high accuracy.In this study fast neutron induced fission cross section of MA is measured using Dynamitron Accelerator in Tohoku University. The experimental method and the samples, which were developed or introduced during the last year, were improved in this fiscal year: (1)Development of a sealed fission chamber, (2)Intensification of Li neutron target, (3)Improvement of time-resolution of Time-of-flight (TOF) electronic circuit, (4)Introduction of Np237 samples with large sample mass and (5)Introduction of a U235 sample with high purity. Using these improved tools and samples, the fission cross section ratio of NP237 relative to U235 was measured between 5 to 100keV, and the fission cross section of Np237 was deduced. On the other hand, samples of Am241 and Am243 were obtained from Japan Atomic Energy Research Institute (JAERI) after investigating fission cross section of two americium isotopes (Am241 and Am243) which are important for core physics calculation of fast reactors.