新手法に基づくNp-237の核分裂断面積及び核分裂中性子スペクトルの測定

Measurement of fission cross section and fission neutron spectrum of Np-237 by an advanced technique

馬場 護*

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原子炉における最も基本的なパラメーターの1つである核分裂断面積と核分裂スペクトルの総合的な検討を可能とするべく、核分裂スペクトルを絶対値で測定する手法を新しく整備・確立し,これによって237Npなどのアクチニド核の核分裂断面積値と核分裂スペクトルパラメータデータを得ることを目的として、実験的及び解析的研究を行った。この結果、中性子生成微分断面積のよく分かった標準核種の中性子生成収量と中性子フルエンス因子,サンプルサイズ効果をモンテカルロ法で計算してサンプルの違いを厳密に評価することによって,核分裂スペクトルの絶対値を決定できる実験手法を確立した。これを用いると、核分裂断面積と核分裂即発中性子数の積を評価することができ、核分裂スペクトルの絶対値と形状に対する実験データを分離して取得できる。本研究では、この手法を,237Np、232Th、233Uに適用して,これらの核種の核分裂中性子スペクトルのパラメータを取得し、従来不明であった絶対値と形状の問題を明らかにした。また、さらに、高速炉設計標準コードを用いた解析も実施し、核分裂中性子スペクトルパラメータの実効増倍係数に対する感度も求めた。

For fission cross section and prompt fission neutron spectrum, which largely influence core characteristics of a fast reactor, we have performed experimental and analytical studies for developing an advanced technique to measure absolute fission cross section and neutron fission spectrum for actinide nuclides such as Np237. As the results, we could develop an advanced technique, which combines a normalization technique for the well-known differential cross section and a correction method by a Monte-Carlo code for sample effects. This advanced technique accurately provides both absolute fission cross section and prompt fission neutron spectrum individually. By employing this technique, in this study, we have measured for three actinides (Np, Th and U), then, have obtained the fission cross sections and fission spectrum parameter data for those nuclides. Furthermore, we have also performed an analytical study to examine sensitivity of fission spectrum parameter to core multiplication factor by using the standard calculation code for a first reactor.