A New irradiation method with a neutron filter for silicon neutron transmutation doping at the Japan research reactor No. 3 (JRR-3)

研究炉JRR-3でのシリコン照射における中性子フィルターを用いた新たな照射手法

米田 政夫   ; 川崎 幸三*; 小原 徹*

Komeda, Masao; Kawasaki, Kozo*; Obara, Toru*

JRR-3におけるシリコンドーピングの照射効率を上げるため、中性子フィルター付き照射ホルダーの開発を行った。中性子フィルターは軸方向の照射均一化を図るためのものである。ホルダーは低放射化物質である必要があることから、中性子フィルターはアルミニウムとBCの合金を用いている。中性子フィルターの解析にはモンテカルロ核計算コードであるMVPコードを用いた。特性試験によりMVPコードを用いた解析手法の妥当性を確認することができ、さらに軸方向の中性子束分布の均一化を図れる中性子フィルター機能付き照射ホルダーの設計を行うことができた。本研究で得られた中性子フィルター機能付きホルダーを用いることにより得られる軸方向の中性子束分布の偏差は1.06と均一であった。JRR-3においてこのホルダーを用いることにより、従来の照射方法を用いる場合に比べてシリコンドーピングの照射量を約1.7倍に増加させることが可能となる。

A new silicon irradiation holder with a neutron filter designed to make the vertical neutron flux profile uniform was studied. Irradiation methods to achieve uniform flux with a filter were discussed using Monte-Carlo calculation code MVP. Validation of the use of the MVP code for the holder's analyses was also discussed via characteristic experiments. It was found that a uniform profile of the vertical flux could be achieved by using the new type holder designed in this study. The vertical uniformity was 3% when using the new type holder, while it was 19.5% when using the normal holder. By using the new type holder, NTD-Si can be increased to 7 tons per year from 4 tons per year.