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寺阪 祐太; 渡辺 賢一*; 瓜谷 章*
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 996, p.165151_1 - 165151_8, 2021/04
被引用回数：3 パーセンタイル：45.55(Instruments & Instrumentation)福島第一原子力発電所建屋内における放射線分布測定を目的として、小口径石英光ファイバーの一次元位置敏感型センサーとしての基礎評価を行った。本センサーは光ファイバーと放射線の相互作用により発生するチェレンコフ光の飛行時間情報から放射線の入射位置を決定する。プラスチックシンチレーション光ファイバーを用いた従来のセンサーと比較して、石英光ファイバーは位置分解能がより優れることが分かった。これは、チェレンコフ光の発光寿命が短いことによりタイミング特性が向上したためと考えられた。加えて、本センサーの高放射線環境下での動作特性について、20mSv/hまでの出力線形性及び積算1kGyまでの耐放射線特性を評価した。
山本 圭一; 武内 伴照; 林 隆康*; 小菅 史明*; 土谷 邦彦
JAEA-Testing 2016-002, 25 Pages, 2016/11
JAEA-Testing-2016-002.pdf:4.97MB
原子炉出力変化時におけるチェレンコフ光の輝度などの変化を定量的に測定及び評価し、原子炉内の核的・熱的情報をリアルタイムで計測が可能なシステムを構築するための開発を行っている。本システムは、既存軽水炉における運転管理技術・炉心計画の高度化及びシビアアクシデント時にも対応できる監視システムへの適用を目指している。本報告書は、JAEA-Testing 2015-001で記載したチェレンコフ光評価システムを改良し、改良したシステムを用いて、発電用原子炉の使用済燃料要素についての検証を行った結果についてまとめたものである。
山本 圭一; 武内 伴照; 林 隆康*; 小菅 史明*; 佐野 忠史*; 土谷 邦彦
JAEA-Testing 2015-001, 25 Pages, 2015/11
JAEA-Testing-2015-001.pdf:3.52MB
既存軽水炉における運転管理技術・炉心計画の高度化及びシビアアクシデント時にも対応できる監視システムの開発の一環として、原子炉出力変化時におけるチェレンコフ光の輝度などの変化を定量的に測定及び評価し、原子炉内の核的・熱的情報をリアルタイムで計測が可能なシステムを構築するための開発を行っている。本報告書は、燃料要素から放出されるチェレンコフ光の観測画像から熱出力を推定するチェレンコフ光評価システムの設計・試作を行い、その動作検証をまとめたものである。本開発では、京都大学研究用原子炉の運転中におけるチェレンコフ光観測画像を用いて、開発したチェレンコフ光評価システムの検証を行った。その結果、観測方法の改良や画像解析時における輝度の補正方法について検討する必要があることがわかった。今後、軽水炉の使用済燃料集合体のチェレンコフ光観測画像による燃焼度を推定する評価システムにも適用していく。
山本 圭一; 武内 伴照; 佐野 忠史*; 本間 亮平*; 木村 伸明; 大塚 紀彰; 小菅 史明*; 中島 健*; 土谷 邦彦
JAEA-Technology 2014-028, 56 Pages, 2015/01
JAEA-Technology-2014-028.pdf:9.23MB
既存軽水炉における運転管理技術・炉心計画の高度化及びシビアアクシデント時にも対応できる監視システムの開発の一環として、原子炉出力変化時におけるチェレンコフ光の輝度などの変化を定量的に測定及び評価することにより、通常の計装では監視できない炉心内の核的・熱的情報をリアルタイムで原子炉計測が可能なシステムを開発することを目的として研究を行っている。本報告書は、燃料から放出される
線及び
線によるチェレンコフ光量の評価をモデル計算により求め、京都大学研究用原子炉で観察したチェレンコフ光の画像から炉内情報を得るための検討結果をまとめたものである。
Re by Cherenkov counting櫛田 浩平; J.Du*
Applied Radiation and Isotopes, 49(9-11), p.1069 - 1072, 1998/00
被引用回数：3 パーセンタイル：31.81(Chemistry, Inorganic & Nuclear)Re-188はガンなどの治療用RIとして近年脚光を浴びている放射性核種である。我々はその製造法、化学挙動、標識法などについて研究を進めているが、今回その放射能測定法として、Re-188が放出する2.11Mev(max)の線により水中で発生するチェレンコフ光を利用する手法を適用し、その可能性を検討した。その結果、本法を用いてバックグラウンドレベル(数Bq)から約10
Bqレベルまで直線性の良い検量線が得られ、その有効性が実証された。また放射能値の決定に影響を及ぼすいくつかのパラメータ(飼料量、バイアル瓶の材質、等)についても検討した。
線の測定石河 寛昭
Radioisotopes, 24(10), p.71 - 77, 1975/10
「液体シンチレーション係数技術」に関する連載講座の一環としてチェレンコフ光および線の測定法について解説したものである。内容は1)チェレンコフ光の発生,2)チェレンコフ光の性質,3)チェレンコフ効果による放射能測定,4)線スペクトルおよび5)線の絶対測定から成っている。
阿部 俊彦
電気工業年報, p.486 - 488, 1972/00
水の放射線分解の初期過程における活性種については,チェレンコフ光を分析光に利用するピコ秒パルス照射装置が開発され,水和電子,溶媒和電子の挙動が調べられた。
米田 政夫; 大図 章; 藤 暢輔
no journal, ,
高速中性子直接問いかけ法などのアクティブ中性子法は、核物質に対して非常に高感度で確度の高い測定を行うことが可能である。そのため、核物質の計量管理や空港での核テロ用核物質探知等において、その利用が期待されているものの、昨今のHe-3検出器の高騰や中性子源が必要であることなどから装置の製造コストが高く、普及の妨げになっている。そこで我々は、アクティブ中性子法による低コスト核物質非破壊測定装置の実用化へ向けて、アクティブ中性子法用の低コスト中性子検出器の開発を行っている。検出器の候補の一つに、水溶液に中性子が照射されることで発生するチェレンコフ光を利用したチェレンコフ光検出器がある。アクティブ中性子法装置は高エネルギーの中性子線源を使用することから、装置の外周をコンクリート等の厚い遮蔽材で囲わなければならない。チェレンコフ光検出器は水溶液を使用しているために中性子の遮蔽も兼ねることができ、遮蔽体の大幅な削減による低コスト化も期待できる。シンプルな構造のチェレンコフ光検出器を製作し、それを用いた基礎試験及び解析によって中性子検出及びGdの効果等の基礎特性について確認することができた。本研究開発では、チェレンコフ光検出器を用いた装置設計についても検討を進めており、検出器の基礎試験結果と併せて報告する。
米田 政夫; 大図 章; 藤 暢輔
no journal, ,
DDA (Differential Die-Away)法などのアクティブ中性子法は、核物質に対して非常に高感度で確度の高い測定を行うことが可能であり、核物質の計量管理や空港での核テロ用核物質探知等における利用が期待されている。アクティブ中性子法装置では一般にHe-3検出器が多数使用されるが、その検出器コストが高いことが装置の普及の妨げの要因の一つになっている。そこで我々は、低コストの核物質非破壊測定装置の実用化へ向けてアクティブ中性子法用の低コスト中性子検出器の開発を行っており、そのような検出器候補の一つとして、チェレンコフ光検出器を検討している。チェレンコフ光検出器は水槽部とPMT部から構成されるが、D-T中性子発生管から発生する高速中性子によるPMTへの影響が懸念される。本研究では、PMT部への高速中性子の照射を低減させるためアクティブ中性子法装置外にPMTを設置することにした。装置内の水槽部と装置外のPMTをライトガイドで接続したチェレンコフ光検出器を製作し、その検出器を用いたシミュレーション及び実験を実施した。本発表では、チェレンコフ光検出器を用いたアクティブ中性子法のシミュレーション及び実験結果について報告する。
米田 政夫; 藤 暢輔; 田辺 鴻典*
no journal, ,
DDA (Differential Die-Away)法などのアクティブ中性子法は、核物質に対して非常に高感度で確度の高い測定が可能であるため、原子力施設における核物質の計量管理に加えて、空港等における核テロ用核物質探知としての利用が期待されている。しかしながら、アクティブ中性子法による装置は、パッシブ法に比べて高価であることや重厚な遮蔽材が必要であることなどが、その普及を妨げる要因となっている。そこで、我々はアクティブ中性子法による核物質非破壊測定装置の実用化に向けて、アクティブ中性子法用の低コスト中性子検出器の研究開発に取り組んでおり、その一環としてチェレンコフ光検出器の開発を進めている。この検出器は水に中性子が入射して発生するチェレンコフ光を検知することで中性子検出を行うが、水は安価であるうえに遮蔽材としても使えるため、アクティブ中性子法による装置の欠点を一度に補う検出器として有望である。また、水を遮蔽材として用いる方法は、一般的な遮蔽材であるコンクリート等に比べて移動や設置が容易であるという点からも有利である。本発表では、主にチェレンコフ光検出器を用いた核物質非破壊測定装置をモンテカルロシミュレーションによって検討した結果等について報告する。
寺阪 祐太; 渡辺 賢一*; 瓜谷 章*
no journal, ,
福島第一原子力発電所(1F)廃炉作業環境での汚染分布測定への適用を目指し、石英光ファイバの一次元位置敏感型放射線センサとしての原理検証を実施した。位置分解能,検出効率,高放射線環境での動作特性を評価し、1F高放射線環境への適用可能性を検討した。
米田 政夫; 藤 暢輔; 田辺 鴻典*
no journal, ,
DDA (Differential Die-Away)法などのアクティブ中性子法は、測定対象物に外部から中性子を照射し発生する核分裂中性子を直接計測するものであり、核物質に対して非常に高感度で確度の高い測定が可能であるため、原子力施設における核物質の計量管理に加えて、空港等における核セキュリティ用核物質探知としての利用が期待されている。しかしながら、アクティブ中性子法装置は、中性子検出器バンクにおいて多数のHe-3検出器を用いていること、D-T中性子発生管を用いていることなどから非常に高価となり、それが装置普及を妨げる要因の一つとなっている。そこで、我々はアクティブ中性子法による核物質非破壊測定装置の普及促進の観点から、アクティブ中性子法による装置の低コスト化開発に取り組んでおり、その一環として水チェレンコフ光検出器の開発と、D-T管を用いない中性子線源(Cf-252)による測定法(回転照射法)の開発を進めている。水チェレンコフ光検出器は、中性子が水に入射した際に発生するチェレンコフ光を検知することで中性子の検出を行う。He-3検出器を用いた検出器バンクは、核分裂中性子を効率的に検出するため、バンク内にポリエチレン等の減速材を設置する必要があるが、水チェレンコフ光検出器では水自体が減速材の役割を果たすため、他の減速材は不要である。また、水槽の加工は容易であるため、対象物の大きさに応じて容易に検出器サイズを変更することも可能である。低コスト中性子検出器バンク及び中性子線源を用いた原理実証装置を製作し、バックグラウンドを模擬するガンマ線源等を用いた基礎試験を実施した。本発表では、製作した装置の概要、シミュレーション及び基礎試験結果について報告する。
米田 政夫; 藤 暢輔; 田辺 鴻典*
no journal, ,
アクティブ中性子法は、測定対象物に外部から中性子を照射し、核物質との核分裂反応によって発生する核分裂中性子を計測する手法である。そのため、核物質に対して非常に高感度で確度の高い測定が可能であり、原子力施設における核物質の計量管理に加えて、空港等における核セキュリティ用核物質検知での利用が期待されている。しかしながら、従来のアクティブ中性子法装置はD-T中性子発生管とHe-3中性子検出器を用いていることから非常に高価であるうえ、重厚な遮蔽体を持つ据付型であることが核セキュリティ用核物質測定装置としての普及を妨げる要因となっている。そこで、低コストで可搬性を有するアクティブ中性子法装置を開発するため、D-T中性子発生管の代わりに中性子線源(Cf-252)を回転させながら測定する新たな核物質測定法(回転照射法)及び水チェレンコフ光を用いた中性子検出器の開発に取り組んでいる。本発表では、開発した装置及び実験の詳細について報告する。
Sr/Y-
Cs同時位置検出法の検討寺阪 祐太; 瓜谷 章*
no journal, ,
福島第一原子力発電所原子炉建屋内外の放射線源分布または線量率分布を詳細に把握することは、作業者の被ばく低減および効率的な除染等の放射線防護対策上不可欠である。本研究では線量率やガンマ線源と比較して分布が十分に把握されていない純核種であるSr/Yの分布把握を目指し、液体ライトガイドを用いた放射線位置検出器の新しい応用方法を提案する。ライトガイド両端へのチェレンコフ光の到達時間差から放射線位置をライトガイドに沿って一次元的に測定する飛行時間分析法(Time-of-Flight法: TOF法)が古くから研究されている。一方で、これまでは放射線の位置のみの測定に留まっており、その線源がCsであるか、Sr/Yであるか等の核種弁別は十分に行えていない。そこで、本研究では液体ライトガイドに放射線が入射することにより発生するチェレンコフ光の放出角のエネルギー依存性に着目し、それを用いたSr/Y-Csの同時位置検出法を検討した。
米田 政夫; 藤 暢輔; 田辺 鴻典*
no journal, ,
核物質を用いたテロは社会に甚大な影響を与えるものとして深く憂慮されており、核物質検知装置の重要性が高まっている。核物質検知手法の一つであるアクティブ中性子法は、測定対象物の外部から中性子を照射し、核物質の誘発反応で発生する核分裂中性子を観測することで核物質測定を行う手法である。近年開発した新たなアクティブ中性子法である回転照射法は、中性子線源を高速回転させて照射するものであり、従来の加速器を用いた手法に比べて装置の大幅な低コスト化と小型化(可搬型)を実現できる。これまでの研究では、回転照射装置を用いた本手法の原理実証実験及び本手法で用いる低コスト中性子検出器の開発に取り組んできた。今回、本手法の実用化に資するため、新たな回転照射装置の開発を行った。新たな回転照射装置では、回転照射半径の拡大等による検知性能の向上並びに可搬性と操作性等の利便性向上を図った。本発表では新たに開発した回転照射装置の概要及びそれを用いた核物質検知実験の結果について報告する。
Sr/Yその場検知法の開発寺阪 祐太; 佐藤 優樹; 古田 禄大*; 久保 信*
no journal, ,
コアが液体の光ファイバである液体ライトガイドと飛行時間分析回路を組み合わせた放射線位置検出器について、チェレンコフ放射角度に走行荷電粒子エネルギー依存性が存在することを利用して高ガンマ線バックグラウンド下において純核種であるSr/Yを「その場で」検知する手法を開発した。
