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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。

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,2; DT中性子を用いた遮蔽実験

佐藤 聡; 塩永 亮介*; 野瀬 裕之*; 今野 力; 中島 宏

no journal, , 

開発したホウ素含有コンクリートの中性子遮蔽特性を調べるために、原子力機構FNSのDT中性子源を用いて遮蔽実験を実施した。ホウ素含有コンクリート実験体系の大きさは高さ40cm、幅40cm、厚さ60cmで、DT中性子源から20cmの位置に設置した。実験体系の中心軸上で実験体系表面から深さ5cm毎にニオブ箔と金箔を設置し、$$^{93}$$Nb(n,2n)$$^{92m}$$Nb反応の反応率及び$$^{197}$$Au(n,$$gamma$$)$$^{198}$$Au反応の反応率を測定した。MCNP及びFENDL-2.1を用いて実験を解析した。両反応率とも、計算値は実験値と10%以内で一致した。比較のため、実験体系を普通コンクリートに置き換えた場合の解析も行った。実験体系内深さ50cmの位置で、今回開発したボロン含有コンクリートにおける金の反応率が普通コンクリートの場合の約1/40になり、本ボロン含有コンクリートは低エネルギー中性子束を大きく低減できることを確認した。

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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