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弥生炉を用いたMA崩壊熱測定 -$$gamma$$線崩壊熱測定 -

Decay heat-measurement of minor actinides at YAYOI; Measurement results of gamma-ray decay heat

大川内 靖; 庄野 彰

Okawachi, Yasushi; not registered

U-235及びNp-237における高速中性子核分裂による核分裂生成物からの$$gamma$$線崩壊熱を、放射線計測法($$gamma$$線エネルギースペクトルを測定する方法)を用いて測定した。試料は、東京大学の高速中性子源「弥生炉」を用いて照射した。$$gamma$$線エネルギースペクトルの測定は、NaI(Tl)シンチレーション検出器を用いて行い、照射中の核分裂数の評価は、Ge検出器を用いて測定した$$gamma$$線エネルギースペクトルから求めた。測定された$$gamma$$線(1024chのパルス波高分布)はバックグランドを差し引き、検出器の応答関数のエネルギー群構造に一致するように340群へバンチングした。バンチングしたパルス波高分布は、アンフォールデイングコードFERDOと検出器の応答関数を用いてエネルギースペクトルに変換した。エネルギースペクトルに変換後、核分裂数で規格化し、エネルギーで積分することで測定したタイムステップ毎の崩壊熱を得た。実験から直接得られる有限時間照射崩壊熱は、照射条件が異なる実験値や各種計算値との比較ができないので、瞬時照射崩壊熱に変換した後、JNDC-V2を用いた総和計算値と比較した。今回測定したU-235の結果は、同様の手法を用いて測定された他の結果と約10%で一致しており、実験手法の再現性が確認できた。今回測定したNp-237の結果は、冷却時間が約200秒$$sim$$2500秒の範囲でJNDC-V2を用いた総和計算値と約8%で一致した。今後の課題として、実験誤差の検討、核分裂数の最終評価などが挙げられる。また、冷却時間の短いデータの精度を上げるために短時間照射の追加測定を行う必要がある。冷却時間の長いデータの精度向上のためには、データ処理の改善が必要である。また、$$beta$$線崩壊熱については$$gamma$$線と同様の測定データを得ており、エネルギー校正や検出器の応答関数に留意して$$gamma$$線崩壊熱と同様のデータ処理、総和計算との比較を進める予定である。

Gamma-ray decay heat released from fission products has been measured for fast neutron fissions of U-235 and Np-237 using the radiation spectrometry method. The samples were irradiated at fast neutron source reactor "YAYOI" of the University of Tokyo. Gamma-ray energy spectra were measured using a NaI(TI) scintillation detector. And, the number of fission was evaluated from measured gamma spectra by Ge detector. For the measured gamma-ray, the background count was subtracted from the pulse height distribution of 1024 channels measured. The results were grouped by 340 channels to match the response matrix of the detector. This distribution was converted to energy spectra using the FERDO code and the response matrix of the detector. Normalized decay heat by the number of fission was obtained by integration of the energy spectra for each time step. The finite irradiation decay heat that is directly obtained by experiments can not be compared with experimental results and calculational results obtained under various irradiation conditions. So, the finite irradiation decay heat was converted to the fission burst decay heat. These results were compared with summation calculations using JNDC-V2 dacy data file. The present results on U-235 were compared with other experimental data using the same method. The present results agreed with other experimental data using the same method within 10%, suggesting the repeatability of experimental method. The present results on Np-237 were compared with the results of summation calculations using JNDC-V2 decay data file. As the result, the present results agreed with summation calculations within 8%. Probelms to be solved for the future are estimation of the experimental error, re-evaluation of the number of fission using updated nuclear data. To improve accuracy of decay heat data in shorter cooling time range, less irradiation experiment will be useful. Furthermore, to improve accuracy of decay heat data in longer cooloing ...

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