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寺阪 祐太; 佐藤 優樹; 瓜谷 章*
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 1062, p.169227_1 - 169227_6, 2024/05
We have developed a new position-sensitive optical fiber radiation sensor that achieves single-end readout and high dose rate application. The sensor determines the incident position of radiation on the optical fiber by using the wavelength dependency of light attenuation within the fiber. Through the analysis of the output wavelength spectrum from the fiber end, the incident position of radiation on the optical fiber can be inversely estimated using the spectrum unfolding procedure. Using this optical fiber sensor, we conducted a measurement of radiation distribution inside the Fukushima Daiichi Nuclear Power Station (FDNPS). The actual trend of incident position of radiation was successfully reproduced in a high dose rate area, with a maximum dose rate exceeding 100 mSv/h. This validates the effectiveness of our new position-sensitive optical fiber radiation sensor.
廃炉環境国際共同研究センター; 名古屋大学*
JAEA-Review 2022-033, 80 Pages, 2022/12
JAEA-Review-2022-033.pdf:4.08MB
日本原子力研究開発機構(JAEA)廃炉環境国際共同研究センター(CLADS)では、令和3年度英知を結集した原子力科学技術・人材育成推進事業(以下、「本事業」という)を実施している。本事業は、東京電力ホールディングス株式会社福島第一原子力発電所(1F)の廃炉等を始めとした原子力分野の課題解決に貢献するため、国内外の英知を結集し、様々な分野の知見や経験を、従前の機関や分野の壁を越えて緊密に融合・連携させた基礎的・基盤的研究及び人材育成を推進することを目的としている。平成30年度の新規採択課題から実施主体を文部科学省からJAEAに移行することで、JAEAとアカデミアとの連携を強化し、廃炉に資する中長期的な研究開発・人材育成をより安定的かつ継続的に実施する体制を構築した。本研究は、研究課題のうち、令和元年度に採択された「一次元光ファイバ放射線センサを用いた原子炉建屋内放射線源分布計測」の令和元年度から令和3年度の研究成果について取りまとめたものである。本課題は令和3年度が最終年度となるため3年度分の成果を取りまとめた。本研究では、1Fの廃炉を進めるにあたり把握する必要がある、原子炉建屋内作業環境の放射線源の位置分布を測定するセンサとして、最も確実に汚染源の位置分布の把握を行うことができ、密着型で、かつ「点」ではなく「線」に沿った放射線源分布が把握できる、一次元光ファイバ放射線センサの開発を行った。従来型の飛行時間型光ファイバ放射線センサについて、光ファイバの材質の検討及び光ファイバ径の小口径化を行うことで、高線量率・高散乱線環境へ適用可能なセンサを見出し、光ファイバの多チャンネル化を行うことで低線量率に対しても感度を維持できるシステムの構築を行った。加えて、1F原子炉建屋内に局所的に存在するSv/hオーダーを超える環境へ適用可能であり、さらには、飛行時間法のファイバ両端での受光の必要性という課題を解決する全く新しい方式のセンサとして、光ファイバの片側から光の波長スペクトルを読み出し、光ファイバ内での光の減衰量に波長依存性が存在することを利用して、放射線入射位置を逆推定する波長分解型光ファイバ放射線センサを開発した。
廃炉環境国際共同研究センター; 名古屋大学*
JAEA-Review 2021-033, 55 Pages, 2021/12
JAEA-Review-2021-033.pdf:2.9MB
日本原子力研究開発機構(JAEA)廃炉環境国際共同研究センター(CLADS)では、令和2年度英知を結集した原子力科学技術・人材育成推進事業(以下、「本事業」という)を実施している。本事業は、東京電力ホールディングス株式会社福島第一原子力発電所の廃炉等をはじめとした原子力分野の課題解決に貢献するため、国内外の英知を結集し、様々な分野の知見や経験を、従前の機関や分野の壁を越えて緊密に融合・連携させた基礎的・基盤的研究及び人材育成を推進することを目的としている。平成30年度の新規採択課題から実施主体を文部科学省からJAEAに移行することで、JAEAとアカデミアとの連携を強化し、廃炉に資する中長期的な研究開発・人材育成をより安定的かつ継続的に実施する体制を構築した。本研究は、研究課題のうち、令和元年度に採択された「一次元光ファイバ放射線センサを用いた原子炉建屋内放射線源分布計測」の令和2年度の研究成果について取りまとめたものである。本研究は、福島第一原子力発電所の廃炉を進めるにあたり把握する必要がある建屋内作業環境の放射線源の位置分布を測定するセンサとして、最も確実に汚染源の位置分布の把握を行うことができる密着型で、かつ「点」ではなく「線」に沿った放射線源分布が把握できる一次元光ファイバ放射線センサの開発を行う。従来方式の飛行時間型光ファイバ放射線センサの高線量率対応を図るため、様々な径と材質の光ファイバについて一次元センサとしての基礎評価を行い、小口径の石英光ファイバの一次元センサとしての有用性を見出した。また、光の波長成分に着目した全く新しい方式の波長分解型光ファイバ放射線センサの実証試験を通じて、Sv/hを超える線量率で放射線分布が測定可能であることを実証した。
廃炉環境国際共同研究センター; 名古屋大学*
JAEA-Review 2020-063, 44 Pages, 2021/01
JAEA-Review-2020-063.pdf:2.55MB
日本原子力研究開発機構(JAEA)廃炉環境国際共同研究センター(CLADS)では、令和元年度英知を結集した原子力科学技術・人材育成推進事業(以下、「本事業」という)を実施している。本事業は、東京電力ホールディングス福島第一原子力発電所の廃炉等をはじめとした原子力分野の課題解決に貢献するため、国内外の英知を結集し、様々な分野の知見や経験を、従前の機関や分野の壁を越えて緊密に融合・連携させた基礎的・基盤的研究及び人材育成を推進することを目的としている。平成30年度の新規採択課題から実施主体を文部科学省からJAEAに移行することで、JAEAとアカデミアとの連携を強化し、廃炉に資する中長期的な研究開発・人材育成をより安定的かつ継続的に実施する体制を構築した。本研究は、研究課題のうち、「一次元光ファイバ放射線センサを用いた原子炉建屋内放射線源分布計測」の令和元年度の研究成果について取りまとめたものである。福島第一原子力発電所の廃炉を進めるにあたり把握する必要がある建屋内作業環境の放射線源の位置分布を測定するセンサとして、最も確実に汚染源の位置分布の把握を行うことができる密着型で、かつ「点」ではなく「線」に沿った放射線源分布が把握できる一次元光ファイバ放射線センサの開発を行う。従来方式の飛行時間型光ファイバ放射線センサの高度化に加え、光の波長成分に着目した全く新しい方式の光ファイバ放射線センサの開発・実用化を進める。
Kim, E.; 遠藤 章; 山口 恭弘; 吉澤 道夫; 中村 尚司*; 潮見 大志*
Proceedings of 10th International Congress of the International Radiation Protection Association (IRPA-10) (CD-ROM), 6 Pages, 2000/05
大強度高エネルギー陽子加速器を利用した基礎科学研究、原子力開発が幅広く展開されようとしている。このような加速器施設では、熱~数100MeVの連続エネルギースペクトルを持つ透過力の強い中性子の線量評価が重要である。現在、中性子モニタにはレムカウンタがよく用いられるがレムカウンタは十数MeVまでしか感度がなく、また数eV
keVの領域では実効線量に対して過大評価を与える。そこで、以上の問題点を改善するため、有機液体シンチレータを用いて熱~100MeVまで線量評価可能な中性子モニタ開発に着手した。今回はSCINFULとCECILを用いてBC501Aシンチレータの応答関数とこれを線量に変換するスペクトル荷重関数(G関数)を計算した結果について報告する。
大山 幸夫; 田中 俊一
JAERI-M 9982, 21 Pages, 1982/03
中性子によるエネルギー依存の積分量を求める一般的な意味での線量測定(ドジメトリー)にスペクトル苛重関数法を用いた。この方法を用いることによって、計数の低いデータに対しても誤差評価を明確にした諸量を得ることができる。また、DBM回路のように電気信号処理で中性子検出器から直接、上記の諸量を得ることもできる。本論文では、NE213液体シンチレータに対するスペクトル荷重関数法を計算するコードGFUNCを作成し、各種の量に対してスペクトル荷重関数を計算した。また、線量当量率に対しては、中性子線源を用いてアンフォールディング法、レムカウンタ等による結果と実験的検討を行った。これらの検討の結果、アンフォールディング法とは7%以内で一致し、2インチ
2インチのNE213検出器はStudsvik社のレムカウンタと同程度の測定感度を持ち、D-T中性子のスカイシャインなどに対して有力であることがわかった。
馬場 宏
Nuclear Instruments and Methods, 148(1), p.173 - 178, 1978/01
線スペクトルの解析のための電算機プログラムを開発した。プログラムの構成は、ピーク・フィットの部分を除いて、
線スペクトル解析プログラムBOB73Sと本質的に同じである。波形関数は高エネルギー側をガウス関数、低エネルギー側の穏やかなテール部分を指数関数で与え、両者を滑らかにつないだ関数で近似した。波形関数を表示するためのパラメータはスペクトル中の個々の複合ピークごとに別個に定められる。プログラムの大きさは114k語であり、解析の速さはFACOM230-75を用いて適当な鋭敏さを有するスペクトルを処理した場合で10秒以内である。プログラムの信頼性は、プルトニウム同位体を試料としたときに得られるスペクトルを用いて検討された。
寺阪 祐太; 佐藤 優樹; 瓜谷 章*
no journal, ,
We have developed a new position-sensitive optical fiber radiation sensor that achieved single-end readout and high dose rate application. The sensor identifies the incident position of radiation to the optical fiber using wavelength dependency of light attenuation inside the optical fiber. By the analysis of the output wavelength spectrum from the fiber end, the incident position of radiation to the optical fiber can be estimated reversely based on the spectrum unfolding procedure. Using this optical fiber sensor, measurement of radiation distribution was conducted inside the reactor building of Fukushima Daiichi Nuclear Power Station. The actual trend of radiation distribution was successfully reproduced in a high dose rate area with a maximum dose rate of over 100 mSv/h, and the effectiveness of the new position-sensitive optical fiber radiation sensor was confirmed.
