He蓄積型中性子フルエンスモニタの測定精度

Accuracy of helium accumulation fluence monitor

伊藤 主税   ; 吉川 和伸*; 青山 卓史 

Ito, Chikara; not registered; Aoyama, Takafumi

高速炉における中性子照射量の測定精度向上と高速炉用構造材のHe生成量の直接測定を目的としてHe蓄積型中性子フルエンスモニタ(HAFM)の開発を行っている。本手法の測定精度については、これまでにHe含有試料を用いてHAFM測定装置を較正し、誤差5%以内でHe原子数を測定できることを確認している。本研究では、次のステップとして、HAFMによる中性子照射量の測定精度を評価するため、東京大学「弥生」炉の標準中性子場で濃縮BおよびBe素子のHAFMを全中性子照射量で10の15乗10の17乗n/cm2照射し、He原子数を測定して放射化箔法により別途求めたHe生成量と比較した。また、これらのHAFMの一部は九州大学において独立に測定され、両者の相互比較により測定値の確認を行った。本研究で得られた主要な成果は以下のとおりである。(1)濃縮B素子HAFMの測定値(M)とHe生成量評価値(C)を比較した結果、10keV1MeVの中高エネルギー領域、10keV以下の低エネルギー領域のいずれの中性子に対してもM/Cは0.981.03であり、測定誤差5%以内で中性子照射量を測定できることがわかった。(2)B素子HAFMの測定値とHe生成量評価値を比較した結果、1MeV以上の高エネルギー領域の中性子に対してM/Cは0.96であり、B素子と同様に測定誤差5%以内で中性子照射量を測定できることがわかった。(3)動燃および九州大学によるB素子HAFMの測定結果は、実験誤差の範囲内で一致し、測定値の信頼性が確認でされた。

A He accumulation fluence monitor (HAFM) has been developed for neutron dosimetry and the direct measurement of He production in structural component materials used for fast reactors. As to accuracy of measuring helium atoms by the HAFM measurement system, previous study using He ions implanted samples shows that this system could measure He atoms within 5% error. In order to confirm the measurement accuracy of neutron fluence in the fast reactor, the HAFM samples were irradiated to a total fluence of 10 10 n/cm in the standard fast neutron spectrum field of the Fast Neutron Source Reactor "YAYOI" at university of Tokyo. Irradiated samples were measured by the HAFM measurement system and the He Atoms Measurement System (HAMS) at Kyushu university, and the measured values were compared with the calculated He productions. The principle results are summarized as follows: (1)It was confirmed that He production in B could be measured within 5 %error by the HAFM system at the reactor core center or the experimental hole through the blanket where He were produced by neutron of 10 keV 1 MeV and at Fast Column where He were produced by neutron less than 10 keV (2)It was also found that He production in Be could be measured within 5 % at the experimental hole through the blanket. Thus it is expected that Be could be applied to measurements of fast neutron of its energy over 1 MeV. (3)The differences between the measured values by the HAFM measurement system and those by HAMS were less than the experimental error, therefore it was confirmed that the measured values was reliable.