弥生炉を用いたNp核分裂断面積の測定

Measurement of Np Fission Cross Section at YAYOI

大木 繁夫 ; 高嶋 秀樹 ; 若林 利男; 山口 憲司*; 山脇 道夫*

Oki, Shigeo; Takashima, Hideki; Wakabayashi, Toshio; Yamaguchi, Kenji*; Yamawaki, Michio*

高速炉を用いたマイナーアクチナイド(MA)核種の核変換研究の一環として、高速中性子源炉「弥生」において、235Uに対する237Npの核分裂断面積比をバック・ツー・バック(BTB)核分裂検出器を用いて測定した。弥生炉の炉心中心、側部ブランケットをそれぞれ貫く、グローリーホール、グレイジングホールと呼ばれる実験孔における測定のため、小型BTB検出器を準備した。実験孔内の測定位置を変えることにより、核分裂断面積比の中性子スペクトル依存性を調べた。核分裂断面積比の測定結果を、核データライブラリ(JENDL-3.2、ENDF/B-VI、JEF-2.2、JENDL-2)を用いて計算した値と比較した。炉心中心における計算値は、約30%の系統的な過大評価となることがわかった。計算値における核データライブラリ間のバラツキは、測定値との相違に比べると小さいものであった。また、C/E値には測定位置依存性が見られている。この30%もの過大評価が核データの誤差に起因するとは考えにくい。本測定結果には測定精度の面で課題がある。波高スペクトルに対するアンフォールディング等により誤差の原因を取り除くことができれば、237Npだけでなく中性子スペクトル場を形成する235U, 238Uの核データ検証の参考情報として、本測定結果を活用できると考えられる。

In the framework of the study on transmutation of minor actinide (MA) nuclides with fast reactors, the fission cross section ratio of 237Np relative to 235U has been measured by using a back-to-back (BTB) fission chamber at YAYOI fast neutron source reactor. The compact BTB fission chamber was prepared for the measurements in the experimental holes called Glory hole and Grazing hole passing though the core center and the side blanket of YAYOI, respectively. Dependence of fission cross section ratios on neutron spectrum was investigated by changing the measurement position in these experimental holes.The measured values of fission cross section ratios were compared with those calculated with the following nuclear data libraries: JENDL-3.2, ENDF/B-VI, JEF-2.2, and JENDL-2. It was found that the calculated values in the center of the core systematically overestimated the measurements by about 30%. Dispersion of the calculated values among the nuclear data libraries was smaller than the above difference from the measured value. We also see the dependence of C/E value on the measurement position. It is hardly said that uncertainty of nuclear data brings about the above overestimation of 30%.The present result remained some issues in terms of the measurement accuracy. If we can get rid of those causes, for example, by means of the unfolding technique on pulse height distribution, the result could be utilized as expletive information in nuclear data validation not only for 237Np, but also for 235U and 238U which characterize the neutron spectrum.