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$$^{235}$$U熱中性子核分裂における即発$$gamma$$線スペクトルの測定

Measurements of prompt fission $$gamma$$-rays from the reaction $$^{235}$$U ($$n_{th},f$$)

牧井 宏之; 西尾 勝久; 西中 一朗; 廣瀬 健太郎; Orlandi, R.; Smallcombe, J.; L$'e$guillon, R.; 関本 俊*; 高宮 幸一*; 大槻 勤*

Makii, Hiroyuki; Nishio, Katsuhisa; Nishinaka, Ichiro; Hirose, Kentaro; Orlandi, R.; Smallcombe, J.; L$'e$guillon, R.; Sekimoto, Shun*; Takamiya, Koichi*; Otsuki, Tsutomu*

福島第一原子力発電所では廃止措置に向け、溶解しデブリとなった核燃料の取り出しが計画されている。その際、体系が未臨界であることを保証しながら作業を進める必要があるが、そのためには核分裂事象の頻度を観測する必要がある。しかしながら、使用済核燃料から放出されるバックグラウンド$$gamma$$線等により、核分裂事象に伴い発生する即発中性子を観測することは容易ではない。一方、$$^{252}$$Cfの自発核分裂事象においては、核分裂生成物の$$beta$$崩壊等で生じる$$gamma$$線(最大数MeV)を超える高エネルギー$$gamma$$線が発生することが知られている。我々はこの高エネルギー$$gamma$$線に感度を有する未臨界監視$$gamma$$線検出器の開発を提案している。しかしながら、$$^{235}$$Uの熱核分裂事象においては最大7MeVまでの$$gamma$$線しか測定されていない。そこで我々は未臨界監視$$gamma$$線検出器の開発に資するため、$$^{235}$$Uの熱核分裂事象において発生する、最大20MeVまでの高エネルギー$$gamma$$線の収率を確認することを目的とした測定を開始した。本発表ではバックグラウンド$$gamma$$の発生量等を確認した試験測定の結果を報告する。

The Japanese government has a plan to remove the melted reactor fuel for the full deconstruction of Fukushima I Nuclear Power Plants, which have been seriously damaged in the Great East Japan Earthquake. The removal of the fuel must be carried out without reaching the criticality of the fuel. However, it is quite difficult to detect prompt neutrons accompanied by fission to monitor the increased fission rate due to the background $$gamma$$-rays from the fission products in the fuel. On the other hand, the spontaneous fission of $$^{252}$$Cf shows a high energy $$gamma$$-ray component around $$E_{gamma}$$ = 14 MeV, which is significantly larger than that for the background $$gamma$$-rays from the fission products. We are proposing to develop a system based on the use of the high energy $$gamma$$-rays accompanied by fission. In order to design the system, it is essential to know the spectrum of prompt fission $$gamma$$-rays up to more than 8 MeV for thermal neutron-induced fission of $$^{235}$$U. However, no data are available in the energy range larger than 7 MeV. This prompted us to make a new measurement to extend the known prompt $$gamma$$ ray energy spectrum up to 20 MeV. In this contribution, we will present the results of a test experiment to know the measuring condition such as background $$gamma$$-ray yield and spectrum.

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