超伝導転移端マイクロカロリメータによる燃料デブリの核種分析に係る研究; 高分解能測定実験及びシミュレーション計算(共同研究)

高崎 浩司; 安宗 貴志; 大西 貴士; 中村 圭佑; 石見 明洋; 伊藤 主税; 逢坂 正彦; 大野 雅史*; 畠山 修一*; 高橋 浩之*; et al.

JAEA-Research 2013-043, 33 Pages, 2014/01

JAEA-Research-2013-043.pdf:13.81MB

福島第一原子力発電所の事故において、炉内燃料は部分的又は全体的に溶融していると見られており、燃料集合体を1単位とする通常の計量管理手法の適用は困難と考えられている。このため、廃炉措置において炉内燃料の取出から貯蔵を行うまでの透明性を確保し、かつ合理的に計量管理を実施できる手法を構築する必要がある。本研究開発では、計量管理のための燃料定量の技術の1つとして、従来のゲルマニウム半導体検出器に比べ優れたエネルギー分解能を有する超伝導転移端(TES)マイクロカロリーメーターを適用した燃料デブリ中の核燃料物質及び核分裂生成等の分析手法の適用を検討する。高分解能分析での特性を活用し、燃料デブリ中の核燃料物質及び核分裂生成物のスペクトルに係る詳細な情報が期待できる。本報告書では、TES検出器の原理、日本原子力研究開発機構での測定試験の状況、シミュレーション計算コードEGS5による実験データの解析及び燃料デブリの収納キャニスタの高分解能測定のシミュレーション計算について報告する。

Development of hard X-ray and gamma-ray spectrometer using superconducting transition edge sensor

畠山 修一*; 大野 雅史*; Damayanthi, R. M. T.*; 高橋 浩之*; 久野 祐輔; 伊豫本 直子*; 前畑 京介*; 大谷 知行*; 薄井 利英; 大西 貴士; et al.

Radiation Measurements, 55, p.83 - 86, 2013/08

https://doi.org/10.1016/j.radmeas.2012.05.013

超電導遷移端センサ(TES)は高分解能X線スペクトロスコピィに使用されている。われわれのグループでは、Ir-TESを開発し、5.9keVにおいて6.9eVの半値幅のエネルギー分解能を報告した。本研究では、100keV以上の高エネルギー光子を検出するために超電導のスズ(Sn)吸収体を使った新しいTESを設計した。スズ吸収体はフリップ-チップ ボンディング機での取り扱いによってエポキシポストの小さな塊とともに超薄のSiNメンブレン上に蒸着したIr/Au超電導フィルムと結合されている。測定されたエネルギー分解能は60keVにおいて485eV半値幅であった。