ビスマスから生成されるポロニウムの振る舞いに関する研究,8; ポロニウムフィルターに関する基礎実験

Study on behavior of polonium produced from bismuth, 8; Basic experiment on polonium filter

山沢 雄*; 小原 徹*; 佐々 敏信   

Yamazawa, Yu*; Obara, Toru*; Sasa, Toshinobu

J-PARC核変換実験施設に設置予定の核破砕ターゲットなどの鉛ビスマスを用いた原子力システムでは、ビスマスの反応生成物であるポロニウムの管理が課題となる。そこで、鉛ビスマスから蒸発したポロニウムの捕集を目的とし、SUS316製のメッシュを用いたフィルタ実験を行った。JAEAが製作した実験装置を用い、JRR-4で中性子照射した鉛ビスマスを真空下で加熱してポロニウムを蒸発させ、排気経路に設置したステンレスメッシュを透過したポロニウムを捕集した。鉛ビスマス容器の温度,フィルタ温度,フィルタ形状,枚数等をパラメータとし、フィルタ有無によるポロニウム透過量の比を除染係数として評価した。その結果、フィルタを複数段用いることが効果的であること、メッシュフィルタを300C以下に保つことで高い除染係数が得られることが確認された。

The treatment of polonium, reaction product of bismuth, is one of the important issues for the nuclear systems using lead-bismuth alloy such as spallation target of transmutation experimental facility planned in J-PARC project. To collect polonium evaporated from liquid lead-bismuth, filtering experiment with stainless steel mesh was performed. Using vacuum vessel prepared by JAEA, small amount of lead-bismuth which was irradiated at JRR-4 reactor was heated and evaporated polonium can be collected by the stainless steel mesh located at the entrance of exhaust line. The transmission of polonium was observed as a function of lead-bismuth pot temperature, filter temperature, and filter configuration (mesh size and number). From the experimental results, high decontamination factor is obtained at low filter temperature condition.