Neutron transmission spectrum of liquid lead bismuth eutectic

溶融鉛ビスマスの中性子透過率スペクトル

大場 洋次郎  ; 伊藤 大介*; 齊藤 泰司*; 小野寺 陽平*; Parker, J. D.*; 篠原 武尚   ; 及川 健一   

Oba, Yojiro; Ito, Daisuke*; Saito, Yasushi*; Onodera, Yohei*; Parker, J. D.*; Shinohara, Takenao; Oikawa, Kenichi

溶融鉛ビスマス(LBE)は加速器駆動システム(ADS)や高速炉等の冷却材として研究が進められている。近年、エネルギー分析型中性子イメージングが、配管内におけるLBEの解析に有効であることが報告された。しかしながら、従来の手法は、固相のブラッグ回折によって生じる透過率の減少であるブラッグエッジの解析にとどまっており、液相の解析は行われていなかった。液相の散乱によっても透過率の減少が生じるはずであり、この成分を観測して解析できれば、熱流動の主役である液相の情報を得て、これをマッピングすることができるようになる。そこで、溶融状態のLBEのエネルギー分析型中性子イメージング測定を行った。その結果、振動等を含む特徴的な透過率スペクトルを観測した。この特徴は、溶融LBEの散乱プロファイルから計算した透過率スペクトルと一致していることから、透過率スペクトルに液相の散乱が反映されていることが明らかになった。

Lead Bismuth eutectic (LBE) is a promising candidate of the coolant for accelerator driven system (ADS) and fast breeder reactor. Neutron transmission imaging is a powerful technique to investigate the LBE in flow channel. However, previous studies have focused on the analysis of the neutron transmission spectra due to Bragg diffraction (Bragg edge transmission) from the solid phase of the LBE. If the neutron transmission spectra due to the diffraction from a liquid phase can be observed, it is useful to study the behavior of the molten LBE in the flow channel. Therefore, the energy-resolved neutron transmission imaging measurements of the molten LBE was carried out. The observed neutron transmission spectra can be explained by those calculated from the scattering profiles of the molten LBE. This indicates that the structure of the molten LBE can be characterized and mapped using the neutron transmission imaging.