鉛スペクトロメータを用いたヨウ素-129の中性子捕獲断面積測定

Neutron capture cross section measurement of I-129 with lead slowing-down spectrometer

小林 捷平*

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従来より電子線型加速器(ライナック)を用いた飛行時間(TOF)分析法や鉛スペクトロメータ(KULS)を用いてマイナーアクチニド(MA)の核分裂/中性子捕獲断面積、超寿命核分裂生成物(LLFP)の中性子捕獲断面積測定の測定を行う。本研究では、まず、LLFPの代表的核種であるI-129について、その中性子捕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結果、ENDF/B-VI、JENDL-3.2JEF-2.2の評価済核データには収納されているが、その中性子全断面積及び捕獲断面積の測定データは極めて少なく、実測データの現状としてはデータの数、質ともに不十分な状況にある。 次に、京都大学原子炉実験所の46MeVライナックを用いたTOF法によって、10B(n,)反応断面積に対する相対値として0.004eV10KeV領域における129I(n,)130I反応断面積を測定した。本実験では、NaI-129を試料として、その中性子捕獲ガンマ線を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(27.04b)に規格化した。3400KeVでのMacklinによる測定値及びENDF/B-VIの評価値は、本実験値と誤差の範囲内において全体に一致している。しかし、数eVから約60eVの領域では、JENDL-3.2、JEF-2.2の評価値は本実験値及びENDF/B-VIデータに比べ明らかに低い。0.0253eVの熱中性子断面積を除けば、3KeV以下のエネルギー領域において129I(n,)130I反応断面積の測定データは報告されていなかったが、我々は今回この低エネルギー領域において新しいデータを提供することができた。

Making use of the neutron time-of-flight (TOF) method with an electron linear accelerator (linac) and of a lead slowing-down spectrometer (KULS), we havc measured nuclear data of minor actinidcs (MAs) and/or long-lived fission products (LLFPs). In the present study, we have carried out the capture cross section measurement of I by the linac TOF method as a part of experimental series for LLFP. At first, the experimental data and the evaluated data (ENDF/B-VI, JENDL-3.2, and JEF-2.2) of I have been reviewed. As a result, it has been found that the present status of the I data is not enough in quality and quantity. Secondly, by using the NaI-129 sample, the I (n, ) I cross section has been measured from 0.004 eV to 10 keV relative to the B (n, ) reaction with a pail of C D scintillation detectors. After the background subtraction and the self-shielding collection, the cross section has been normalized to the well-known reference cross section (27.04b) at 0.0253 eV. The data measured by Macklin from 3 to 400 keV and the data evaluated in ENDF/B-Vl are in good agreement with the present measurement in general. However, the evaluated values from a few eV to about 60 eV in JENDL-3.2 and JEF-2.2 are obviously low comparing to the measurement and the ENDF/B-Vl values. We could provide the interesting and the useful data for the I (n, ) I reaction in the lower/resonance energy region.