鉛スペクトロメータを用いたテクネシウム-99の中性子捕獲断面積測定

Neutron capture cross section measurement of Tc-99 with lead slowing-down spectrometer

小林 捷平*

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本研究では、まず、長寿命核分裂生成物(LLFP)の代表的核種であるTc-99について、その中性子核データの実測値及び評価済核データの現状調査を行った。次に、京都大学原子炉実験所の46MeV電子線型加速器(ライナック)を用いた飛行時間(TOF)分析法によって、10B(n,)反応断面積に対する相対値として0.01eV10keV領域における99Tc(n,)の100乗Tc反応断面積を測定した。本実験では、中性子捕獲によって放出される即発ガンマ線をC6D6液体シンチレータによって測定する実験手法を用いた。試料中における中性子の自己遮蔽効果をMCNPモンテカルロコードにより計算、補正した後、得られた捕獲断面積の相対測定値を熱中性子(0.0253eV)の標準的な断面積値に規格化した。従来の実験値、評価値は、本実験値と概ね一致を示したが、共鳴ピーク領域の凹み部では評価データが低い。また、京都大学原子炉実験所のライナックと組み合わせた鉛スペクトロメータ(KULS)を用いて、0.25eV300eV領域における99Tc(n,)の100乗Tc反応断面積の測定を行った。この場合はアルゴンガス比例計数管によって捕獲ガンマ線測定を行い、中性子束/スペクトル測定にはBF3比例計数管を用いた。TOF測定の場合と同様、中性子自己遮蔽効果の補正を行った後、低エネルギー中性子(0.35eV)の標準的な断面積値に規格化した。従来の実測値、評価値との比較結果は上述のTOF実験の場合とほぼ同様で、評価値は共鳴の凹み部でKULSデータより低い。また、KULSを用いた測定値は、TOF法で得たデータをKULSのエネルギー分解能でなました(broadening)結果に近くなっている。最後に、Tc-99試料を用いて行った放射化法による予備実験の結果について述べる。

The present status of nuclear data for technetium(Tc)-99, which is a well-known long-lived fission product (LLFP), has been reviewed. Making use of the neutron time-of-flight (TOF) method with a 46 MeV electron linear accelerator (linac) of the Kyoto University Research Reactor Institute (KURRI), the Tc (n, ) Tc cross section has been measured from 0.01eV to 10keV relative to the B (n, ) reaction with a pair of C D liquid scintillation detectors. After the neutron self-shielding correction for the Tc-99 sample, the cross section has been normalized at 0.0253eV to the well-known reference cross section value. The existing experimental data and the evaluated data in ENDF/B-VI and JENDL-3.2 are in general agreement with the current measurement, although the evaluations seem to be lower than the measurement in the valley regions of the resonance cross section. The Kyoto University Lead slowing-down Spectrometcr (KULS) has been also applied to the capture cross section measurement from 0.25eV to 300eV with an Ar-gas proportional counter. The neutron flux/spectrum in the KULS has been measured with a BF proportional counter. The result obtained has been also normalized at 0.35eV to the well-known reference cross section. The same tendency as the result with the current TOF measurement can be seen with the KULS measurement in comparison of the earlier measurements and the evaluated values. The KULS data are close to those obtained by energy-broadening the TOF data. Finally, the preliminaly result of the neutron activation experiment with the Tc-99 sample is presented.