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Measurements of thermal-neutron capture cross-section of cesium-135 by applying mass spectrometry

マススペクトロスコピーを応用したセシウム-135の熱中性子捕獲断面積の放射化測定

中村 詔司; 芝原 雄司*; 木村 敦; 岩本 修; 上原 章寛*; 藤井 俊行*

Nakamura, Shoji; Shibahara, Yuji*; Kimura, Atsushi; Iwamoto, Osamu; Uehara, Akihiro*; Fujii, Toshiyuki*

$$^{135}$$Cs(n,$$gamma$$)$$^{136}$$Cs反応の熱中性子捕獲断面積($$sigma_{0}$$)及び共鳴積分(I$$_{0}$$)を、ガンマ線及びマススペクトロメトリーにより測定した。我々は、$$^{137}$$Cs標準溶液に不純物として含まれている$$^{135}$$Csを利用した。$$^{137}$$Cs溶液中の$$^{135}$$Csを定量するために、$$^{135}$$Csと$$^{137}$$Csの同位対比をマススぺクトロメトリーにより求めた。分析した$$^{137}$$Cs試料を、京都大学複合原子力科学研究所の研究炉の水圧輸送管を用いて中性子照射を行った。照射位置の中性子成分を求めるために、Co/AlとAu/Alモニタも一緒に照射した。$$sigma_{0}$$を求めるために、Gdフィルターを用いて、中性子カットオフエネルギーを0.133eVに設定した。$$^{137}$$Cs, $$^{136}$$Csとモニタの放射能をガンマ線スペクトロメトリーにより測定した。Westcottコンベンションに基づき、$$sigma_{0}$$とI$$_{0}$$を、それぞれ8.57$$pm$$0.25barn及び45.3$$pm$$3.2barnと導出した。今回得られた$$sigma_{0}$$は、過去の測定値8.3$$pm$$0.3barnと誤差の範囲で一致した。

The thermal-neutron capture cross-section ($$sigma_{0}$$) and resonance integral(I$$_{0}$$) were measured for the $$^{135}$$Cs(n,$$gamma$$)$$^{136}$$Cs reaction by an activation method and mass spectrometry. We used $$^{135}$$Cs contained as an impurity in a normally available $$^{137}$$Cs standard solution. An isotope ratio of $$^{135}$$Cs and $$^{137}$$Cs in a standard $$^{137}$$Cs solution was measured by mass spectrometry to quantify $$^{135}$$Cs. The analyzed $$^{137}$$Cs samples were irradiated at the hydraulic conveyer of the research reactor in Institute for Integral Radiation and Nuclear Science, Kyoto University. Wires of Co/Al and Au/Al alloys were used as neutron monitors to measure thermal-neutron fluxes and epi-thermal Westcott's indices at an irradiation position. A gadolinium filter was used to measure the $$sigma_{0}$$, and a value of 0.133 eV was taken as the cut-off energy. Gamma-ray spectroscopy was used to measure induced activities of $$^{137}$$Cs, $$^{136}$$Cs and monitor wires. On the basis of Westcott's convention, the $$sigma_{0}$$ and I$$_{0}$$ values were derived as 8.57$$pm$$0.25 barn, and 45.3$$pm$$3.2 barn, respectively. The $$sigma_{0}$$ obtained in the present study agreed within the limits of uncertainties with the past reported value of 8.3$$pm$$0.3 barn.

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分野:Nuclear Science & Technology

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