鉛スペクトロメータを用いたマイナーアクチニド核断面積の測定-III

Measurement of nuclear data for minor actinides with lead slowing-down spectrometer - III

小林 捷平*

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電子線型加速器と組み合わせて付設された京都大学鉛スペクトロメータKULSについて、まず、その諸特性を求めた:共鳴フィルター法により(1)中性子減速時間t(s)とエネルギーE(keV)の関係(ビスマス孔:E=190/t^2、鉛孔:E=156/t^2)、(2)エネルギー分解能(ビスマス孔、鉛孔共に約40%)、飛行時間分析法により(3)中性子スペクトルを測定した。MCNPコードによる計算結果は、これらの実験値と全体によい一致を示した。次に、このKULSを用いて0.1eVから10keV領域におけるAm-241,Am-243,及びAm-242mの核分裂断面積を測定した。実験には、これらの電着膜とU-235の電着膜をそれぞれ背中合わせにした核分裂電離箱を用意し、測定結果をU-235(n,f)反応の標準断面積に規格化した。Am-241では、Dabbs等の実験値およびENDF/B-VIの評価値は本実験値とよい一致を示したが、JENDL-3.2の評価値は10200eV領域において1.22.3倍低い値を示した。Am-243のENDF/B-VIは1560eV領域で低く、JENDL-3.2は100eV以上の領域で全体に低くなっている。Am-242mに関する予備実験では、ENDF/B-VI、JENDL-32の評価値に近い結果が得られた。また、Am-241,243の熱中性子核分裂断面積についても、標準熱中性子場において測定した。最後に、MAに関する中性子捕獲断面積測定として、Arガス入り比例計数管を用いてNp-237(n,)反応断面積の測定を試みた。本実験では、Np-237試料(2mg)からの中性子捕獲事象の計数率が少なく、バックグランドとの比較において有意な違いは得られなかった。

A lead slowing-down spectrometer was installed coupled to the 46 MeV electron linac at Research Reactor Institute, Kyoto university (KURRI). Characteristics of the Kyoto University Lead Slowing-down Spectrometer (KULS) were measured for (1)the relation between neutron slowing-down time t(s) and energy E (keV) (E=190/t in Bi hole and E=156/ in Pb hole), (2)energy resolutlon (40 % in Bi and Pb holes), and (3)neutron energy spectrum by the neutron TOF method. The results obtained by the MCNP code were in general agreement with these experimental ones. The KULS has been applied to the fission cross section measurements of Am-241, Am-243 and Am-242m relative to that of U-235 from 0.1 eV to 10 keV, making use of the back-to-back type double fission chambers. For Am-241, Dabbs and ENDF/B-VI data are in good agreement with the present measurement. The JEND L-3.2 data are smaller by a factor of 2 between 10 and 200 eV. The ENDF/B-VI data for Am-243 are lower between 15 and 60 eV, and the JENDL-3.2 are lower in general above 100 eV. It has been found that the preliminary result for the Am-242m(n,f) reaction is close to the ENDF/B-VI and the JENDL-3.2 data. Thermal neutron cross sections for Am-241 and Am-243 have also been measured in a standard Maxwellian distribution spectrum field. Finally, aiming at the measurement of capture cross section for MA nuclides, the experimental investigation for Np-237 sample (2 mg) has been performed with the KULS. Due to the comparable background counts to the foreground ones, the capture events from the sample have scarecely been detected with an Ar-gas proportional counter.