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論文

Shielding performance of newly developed boron-loaded concrete for DT neutrons

佐藤 聡*; 今野 力; 中島 宏; 塩永 亮介*; 野瀬 裕之*; 伊藤 祐二*; 橋本 博英*

Journal of Nuclear Science and Technology, 55(4), p.410 - 417, 2018/04

 パーセンタイル:100(Nuclear Science & Technology)

中性子遮蔽性能の向上を目的に、ホウ素を重量濃度で10%以上含有するボロンコンクリートを新たに開発した。原子力機構FNSのDT中性子源と新たに開発したボロン含有コンクリートを用いて中性子遮蔽実験を実施し、$$^{93}$$Nb(n,2n)$$^{92m}$$Nb及び$$^{197}$$Au(n,$$gamma$$)$$^{198}$$Au反応の反応率を測定した。この実験の解析をMCNP及びFENDL-2.1を用いて行った。計算値は実験値とよく一致し、ボロン含有コンクリートの原子組成データとその核データの精度は非常に良いことを確認した。加えて、ボロン含有コンクリート及びその他のコンクリート中の実効線量率及び$$^{59}$$Co(n,$$gamma$$)$$^{60}$$Co及び$$^{151}$$Eu(n,$$gamma$$)$$^{152}$$Eu反応の反応率を計算した。今回開発したボロン含有コンクリートは、他のコンクリートと比べ、DT中性子に対し非常に良い遮蔽性能を有していることがわかった。

論文

Selective detection using pulse time interval analysis for correlated events in Rn-progeny with a microsecond lifetime

眞田 幸尚; 小林 博英; 古田 定昭; 根本 和彦*; 川井 啓一*; 橋本 哲夫*

Radioisotopes, 55(12), p.727 - 734, 2006/12

時間間隔解析法を利用したウラン系列子孫核種によるバックグラウンドを低減しアルファ線を測定する方法を開発した。まず、時間間隔解析法の理論を用いて$$^{222}$$Rnの子孫核種で半減期の短い$$^{214}$$Po(164microsecond)とその上位核種である$$^{214}$$Biの相関事象ペアを測定する方法について検討を行った。検討結果から、測定に必要な装置の設計・開発を行った。測定システムには、検出器にSi半導体検出器を用い、システム全体として不感時間ができ得る限り短くなるような設計とした。製作したシステムについて、$$^{230}$$Th電着線源を使用し相関事象を測定できることを確認するとともに、測定効率である相関事象率の測定を行った。また、実際に作業環境中で空気粉塵を採取し、相関事象の測定を行った。今回の研究から以下の事項が確認された。(1)時間間隔解析法による$$^{214}$$Poの測定理論が示された。(2)$$^{214}$$Poを測定できる装置を開発した。(3)相関事象測定の確認方法として、$$^{230}$$Th電着線源を使用する方法を示した。今後、トリウム系列の子孫核種の測定方法等を検討し、実際の放射線管理に反映する予定である。

論文

Development of dust monitor for rapid detection of plutonium with background compensation system

眞田 幸尚; 小林 博英; 橋本 哲夫*

Proceedings of 2nd Asian and Oceanic Congress Radiological Protection (AOCRP-2) (CD-ROM), p.313 - 317, 2006/10

プルトニウム等のアルファ線を放出する放射性核種の迅速な測定を目的とし、時間間隔解析法の理論を応用することによって天然放射性核種のバックグラウンドを補償できるダストモニタを開発した。空気粉塵試料のアルファ線を測定するうえで妨害となるマイクロセコンド単位の半減期を持つ$$^{214}$$Poを、時間間隔解析法により選択的に測定することによってバックグラウンドを補償する。ダストモニタは、原子力施設で一般的に用いられているろ紙(HE-40T)上に集めた空気粉塵をSi半導体検出器によって直接ベータ線とアルファ線を測定し、パルス間の時間間隔とパルス波高をデータリストとして保存する構成とした。本ダストモニタを、実際に再処理施設の作業場に設置し測定を行った。$$^{214}$$Poを選択的に測定することによってバックグラウンドを差し引くことができるため、全アルファ線の計数は0cps付近を示した。また、アルファ線放出核種の混入を模擬し、小型の$$^{241}$$Am線源を導入して測定を行ったところ、バックグラウンドを補償しない場合より測定は迅速かつ正確となることが示唆された。

報告書

パルス時間間隔を利用したバックグラウンド補償型$$alpha$$線測定装置の開発

眞田 幸尚; 野原 尚史*; 安達 康敬*; 根本 和彦*; 川井 啓一*; 小林 博英; 橋本 哲夫*

JAEA-Technology 2005-009, 33 Pages, 2006/01

JAEA-Technology-2005-009.pdf:1.42MB

時間間隔解析法を利用したウラン系列子孫核種によるバックグラウンドを低減し$$alpha$$線を測定する方法を開発した。まず、時間間隔解析法の理論を用いて$$^{222}$$Ruの子孫核種で半減期の短い$$^{214}$$Po(164$$mu$$s)とその上位核種である$$^{214}$$Biの相関事象ペアを測定する方法について検討を行った。検討結果から、測定に必要な装置の設計・開発を行った。測定システムには、検出器にSi半導体検出器を用い、システム全体として不感時間ができ得る限り短くなるような設計とした。製作したシステムについて、$$^{230}$$Th電着線源を使用し相関事象を測定できることを確認するとともに、測定効率である相関事象率の測定を行った。また、実際に作業環境中で空気粉塵を採取し、相関事象の測定を行った。今回の研究から以下の事項が確認された。(1)時間間隔解析法による$$^{214}$$Poの測定理論が示された。(2)$$^{214}$$Poを測定できる装置を開発した。(3)相関事象測定の確認方法として、$$^{230}$$Th電着線源を使用する方法を示した。(4)空気粉塵試料中の$$^{214}$$Poを測定し、検出効率を評価した。(5)$$^{230}$$Thの添加試験により、ランダム事象混入時の相関事象の測定方法を示した。今後、トリウム系列の子孫核種の減算方法等を検討し、実際の放射線管理に反映する予定である。

口頭

バックグラウンド補償型ダストモニタを利用した空気中放射性物質濃度の迅速な評価方法

眞田 幸尚; 小林 博英; 根本 和彦*; 川井 啓一*; 橋本 哲夫*

no journal, , 

時間間隔解析法を用いたバックグラウンド補償型ダストモニタを用いて空気中放射性物質濃度の測定を行った。本ダストモニタは、Si半導体検出器を用いて$$alpha$$線及び$$beta$$線を同時に測定し、測定したパルス間の時間間隔情報からバックグラウンドとなるRn-222の子孫核種を減算することができる。本ダストモニタを利用することによって従来より、プルトニウム等の人工放射性核種を迅速かつ確実に検知することが可能となる。

口頭

Development of dust monitor for rapid detection of plutonium with background compensation system

眞田 幸尚; 小林 博英; 橋本 哲夫*

no journal, , 

時間間隔解析法を利用したラドン子孫核種のバックグラウンドを補償し人工放射性核種を迅速に検知するダストモニタを開発した。遅延同時測定法の一種である時間間隔解析法をマイクロセコンド単位の半減期を持つ核種に適用した($$^{214}$$Po:164マイクロセコンド)。ダストモニターは、検出器にSi半導体検出器を採用し、データの処理には高精度のタイマーとパソコンを組合せた構成とした。近接したパルスの時間間隔データを時間間隔解析法の一種であるSTA法により解析した。本装置を用いて、再処理施設の作業場で採取した空気粉塵試料の測定を行った。その結果、$$^{214}$$Bi-$$^{214}$$Po起源のパルス間時間間隔は0-1msの範囲に有意に検出された。このことから、本装置は$$^{214}$$Bi-$$^{214}$$Poを選択的に測定できることを示している。本装置利用して、バックグラウンドを補償した人工放射性核種のオンラインによる迅速な監視が可能になると考えられる。

口頭

DT中性子を用いた高濃度ホウ素含有コンクリートの遮蔽実験,1; 高濃度ホウ素含有コンクリートの開発

塩永 亮介*; 野瀬 裕之*; 伊藤 祐二*; 加藤 裕章*; 橋本 博英*; 佐藤 聡

no journal, , 

原子力関連施設および大型加速器などを用いる医療・研究関連施設における中性子線遮蔽向上をめざし、ホウ素重量濃度を約10%まで高めたホウ素含有コンクリートを開発した。本材料は、コンクリート用の骨材にホウ素を多量に含む天然のコレマナイト鉱石を適用する一方で、従来ホウ素の高含有によって引き起こされるセメントの硬化不良や強度低下といった弊害を、セメント種類の変更や特殊混和材の適用により、約10%まで高めたことを特徴としている。本材料の硬化前の流動性は、JISフロー試験におけるフロー値が約150mmと良好な流動性を有し、圧縮強度試験では材齢7日で約40N/mm$$^{2}$$に到達することを確認した。これらの結果をもとに、DT中性子を用いた遮蔽実験のための供試体ブロックを製作した。

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