MA核種の高速中性子核分裂断面積の測定

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した。本研究では、まず、高精度で高時間分解能を持つ測定手法の開発を行った。本研究で開発したあるいは実験的な改良を加えたものは以下の通りである。(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MA(Np237,Am241,Am243)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、本研究では、まず、Np237に対する核分裂断面積測定を実施し、10-100keVの中性子エネルギー領域に対するNp237の核分裂断面積を測定した。さらに、Am241及びAm243については、kt=25.3keVのMaxwell分布を持つ中性子スペクトル平均の核分裂断面積を測定した。

In fuel cycles with recycled actinide, core characteristics are largely influenced by minor actinide (MA: Np, Am), 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 was measured using Dynamitron Accelerator in Tohoku University. New or improved techniques and tools with high precision and fast timing capability were developed for this study. Those are as follows: (1)Development of a sealed fission chamber,(2)Intensification of Li neutron target, (3)Improvement of time-resolution of Time-of-Right (TOF) electronic circuit, (4)Introduction of MA (Np237, Am241 and Am243) samples with large sample mass and (5)Introduction of a U235 sample with high purity. Using these improved tools and samples, fission cross section of Np237 was measured between 10 to 100 keV. On the other hand, averaged fission cross section for Maxwell distribution spectrum with kt=25.3 keV was measured for Am241 and Am243.