MA核種の高速中性子微分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,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となる。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行う。本年度においては、(1)断面積ライブラリの現状調査と測定エネルギー領域の検討、(2)237乗Np試料の作成および定量、(3)数十keV領域の中性子源の検討、(4)237乗Npの核分裂断面積の予備測定(東北大学ダイナミトロン型加速器)を実施した。これらにより、237乗Np試料をイオン交換法および電着法を用いて4枚作成し、スペクトロメトリにより試料量を誤差1.2%程度で定量した。また、作成した中性子源シミュレーションコードによる解析から、MA核の微分核分裂断面積測定用の中性子を、厚いLiターゲットによる7乗Li(p,n)の7乗Be中性子源により発生できることを確認した。さらに、核分裂検出器・回路測定系9構築・東北大学ダイナミトロン型加速器を用いた237乗Npの核分裂断面積の予備測定を実施し、核分裂断面積測定のための環境を整えた。

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 wich high accuracy. In this study, fast neutron induced fission cross section of MA is measured using Dynamitron accelerator in Tohoku University, The followings were performed in this fiscal year; (1)Research of nuclear data of MA, (2)Sample preparation and sample mass assay, (3)Investigation of neutron sources with the energy of several 10 keV, (4)Preliminary measurement of fission cross section using Dynamitron accelerator. As the result, four Np samples were prepared and the sample mass were measured using alpha-spectrometry with the accuracy of 1.2%. Then, it was confirmed that a neutron source via Li(p, n) Be reaction using a Li-thick target is suitable for measuring fission cross section of MA in the energy region of several 10 keV. Furthermore, it was verified by the preliminary measurement that the measurement of fission cross section of MA is available using a fission chamber and electronics developed in this study.