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米田 政夫; 大図 章; 藤 暢輔
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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
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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*
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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。
米田 政夫; 藤 暢輔; 田辺 鴻典*
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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*
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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。
米田 政夫; 藤 暢輔; 田辺 鴻典*
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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。