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報告書

ガンマ線分光法による核データ測定精度の高度化に関する研究

古高 和禎

JNC-TN8400 2000-028, 70 Pages, 2000/10

JNC-TN8400-2000-028.pdf:1.71MB

本報告は、著者が核燃料サイクル開発機構において、平成9年11月から平成12年10月までの期間に博士研究員として行った研究内容をまとめたものである。本報告は、二つの内容に分かれる。すなわち、一つは、熱中性子吸収断面積の測定の高度化に関する研究である。今一つは、HHS検出器を用いた光核反応断面積の微細構造測定の高度化に関する研究である。1)放射化法を用いた$$gamma$$線測定による熱中性子吸収断面積測定において、得られる結果の精度に影響を及ぼす主な要因には、$$gamma$$線収量の統計精度の他に(1)$$gamma$$線ピーク検出効率の校正精度、及び(2)$$gamma$$線放出率の精度があげられる。本研究では、高速三次元同時計測システムを作成することにより、(1)$$gamma$$線ピーク検出効率を精密に校正するための、$$gamma$$-$$gamma$$同時計測法を用いた標準$$gamma$$線源放射能の精密測定、及び(2)短寿命核の$$gamma$$線放出率の精密測定に用いるための、$$beta$$線検出器にプラスチックシンチレータを用いた$$beta$$-$$gamma$$同時計測法の開発及び、それを使用した100Tcの$$gamma$$線放出率の精密測定を行い、熱中性子吸収断面積測定の高度化を図った。2)熱中性子吸収断面積が小さい核種に対しては、巨大共鳴領域の$$gamma$$線を用いた光吸収反応による核変換が提案されている。光吸収反応による核変換を効率的に行うためには、光吸収断面積の入射$$gamma$$線エネルギー依存性を詳細に知る必要がある。本研究では、高分解能高エネルギー$$gamma$$線スペクトロメータ(HHS)を用いた光吸収断面積の微細構造測定をより精密で信頼できるものとするために、精密なモンテカルロシミュレーション計算を実施し、検出器の標準$$gamma$$線応答関数の整備を行った。

報告書

鉛スペクトロメータを用いたテクネシウム-99の中性子捕獲断面積測定の予備検討

小林 捷平*

JNC-TJ9400 2000-009, 63 Pages, 2000/02

JNC-TJ9400-2000-009.pdf:2.48MB

本研究の前半では、長半減期を有する核分裂生成物(FP)の代表的核種であるTc-99について、まず、中性子核データの現状、評価済核データについて調査を行った。次に、京都大学原子炉実験所の電子線型加速器と組み合わせて付設されている京都大学鉛スペクトロメータ(KULS)を用いて、99Tc(n,$$gamma$$)100Tc反応断面積を熱中性子から1keVのエネルギー領域において測定した。中性子捕獲によって放出される即発ガンマ線は、アルゴンガス入り比例計数管を用いて測定した。入射中性子束/スペクトルの測定はBF3比例計数管によって行い、捕獲断面積の絶対値は10B(n,$$alpha$$)反応によって求めた相対測定値をTc-99の熱中性子断面積に規格化した。Tc-99試料に対する中性子自己遮蔽効果は、MCNPコードを用いた計算によって補正した。Chouらが鉛スペクトロメータを用いて測定したTc-99の中性子捕獲断面積は、本測定値より全体に高いがエネルギー依存性はよく一致している。ENDF/B-VI、JENDL-3.2の評価済核データは、5.6、20eV共鳴領域及び数100keV以上で高くなっている。本研究の後半では、鉛スペクトロメータの原理とその構築、諸特性についてまとめた。中でも、KULSの特性として(1)中性子減速時間t($$mu$$s)とエネルギーE(keV)の関係(ビスマス孔:E=190/tの2乗、鉛孔:E=156/tの2乗)及び(2)エネルギー分解能(ビスマス孔、鉛孔共に約40%)に関しては共鳴フィルターを用いて実験的に求め、(3)飛行時間分析法によってKULS体系中の中性子スペクトルを測定した。一方、MCNPコードを用いてKULSの諸特性を計算した結果、全体に実験値とよい一致を示した。

報告書

Tc-99の中性子捕獲断面積測定

井頭 政之*

JNC-TJ9400 2000-008, 61 Pages, 2000/02

JNC-TJ9400-2000-008.pdf:2.5MB

高速炉を用いた長寿命核分裂生成物(LLFP)の核変換処理研究のためには、核変換性能等の炉心特性を詳細に検討する必要があり、従って、LLFPの精度良い中性子核反応断面積データが必要となる。そこで本研究では、精度良い中性子核反応断面積データを得るため、重要なLLFP核種であるTc-99についてkeV中性子捕獲反応断面積の測定を行なった。測定はAuの捕獲反応断面積を標準とした相対測定とし、ペレトロン加速器を利用したnsパルス中性子源及び大型コンプトン抑止型NaI(Tl)ガンマ線検出器を用いた中性子飛行時間法で行なった。その結果、入射中性子エネルギー10$$sim$$600keVの範囲で、Tc-99の捕獲断面積を誤差約5%の精度で得た。今回の測定値とこれまでの測定値及びJENDL-3.2の評価値との比較を行なった結果、JENDL-3.2は15$$sim$$20%過小評価を行っていることが明らかになった。

報告書

長半減期放射性核種の定量法に関する調査研究(2)

not registered

PNC-TJ1545 94-002, 139 Pages, 1994/03

PNC-TJ1545-94-002.pdf:4.33MB

本報告は、環境中での核燃料サイクルに関連した長半減期放射性核種の分析定量法の調査研究を、昨年度に引き続き行った。最近の分析技術の現状調査では、特に63Niと79Seを付け加えた。他の長半減期核種では、昨年度調査報告を補強する形で、トリチウム、プルトニウム、テクネチウム、炭素の4元素について、環境試料での物理・化学形態別分析法に焦点を絞って調査した。また、バックグラウンド値について、トリチウムとプルトニウムについて調査を行った。更に、天然放射性核種については、系列核種間の放射非平衡が常に観測されているので、その原因研究の現状を調査しまとめた。

報告書

ニアフィールド現象の変遷に関する動的解析手法の開発(成果概要)

高瀬 博康*

PNC-TJ1281 94-008, 29 Pages, 1994/03

PNC-TJ1281-94-008.pdf:0.48MB

動的解析の手法開発として、人工バリア内が拡散支配である限り様々な条件変動やコロイド形成等の新たな現象を考えた場合にも共通して適用可能な広義拡散方程式を導出し、具体的なFEPsに対応するものとして、(1)瞬時平衡、線型吸着、溶解度限界モデル(2)真性コロイドモデル(3)擬似コロイドモデル(4)真性コロイド、擬似コロイド共存モデル(5)非線型吸着モデル(6)水理・化学条件の時間・空間的変化を考慮したモデル(7)沈殿・溶解反応の速度論的表現を加えた真性コロイド、擬似コロイド共存モデルを作成した。統計的解析としては、標準ケースからのモデル及びパラメータの変動を統計的に作成した感度解析を行った。この結果に基づき、決定論的感度解析の網羅性を補完するものとしての位置付けが明らかとなった。特に、人工バリア周辺の地下水条件が一定期間より好ましいものとなりその後に元の状態に戻った場合、ゆるみ域が核種についての化学的シンクとなり、一旦ここに沈殿した核種が条件復帰後に一気に放出されることにより、元の化学条件では見られない過渡的なピーク放出率が現れることが示された。この様な効果は、従来の決定論的な思考では見落とされていたものであり、二つの手法を併用することの利点を示す例と言うことができる。以上の結果から、人工バリアの長期的挙動に関して予想される幅広い前提条件と多岐にわたる現象を共通の手法で網羅するものとして本研究で開発した動的解法手法が有効であることがわかった。

報告書

動燃における安全研究の成果(昭和61年度$$sim$$平成2年度)(環境放射能分野)

not registered

PNC-TN1410 92-035, 111 Pages, 1992/01

PNC-TN1410-92-035.pdf:3.8MB

環境放射能分野の安全研究は、(1)環境線量に関する研究、(2)環境から人への放射性物質の移行に関する研究、(3)線量算定モデル及び国民の被ばくの算定に関する研究(4)安全評価研究の4分野で構成されている。本報告書は、平成2年度までの環境放射能分野にかかわる安全研究の5年間の成果について、「動燃における安全研究の成果 (昭和61年度$$sim$$平成2年度)(環境放射能分野)」として、とりまとめを行ったものである。

報告書

分配係数及び実効拡散係数の測定方法の開発

not registered

PNC-TJ1214 91-010, 119 Pages, 1991/10

PNC-TJ1214-91-010.pdf:2.1MB

低レベル放射性廃棄物の処分方法として、地層処分法が検討されている。地層中における核種の移行挙動の解明は、安全性評価上重要な検討課題である。岩石等に対する核種の分配係数及び実効拡散係数は、移行挙動の主要な影響因子であるが、そのデータは少ない。本研究では、岩石等に対する核種の分配係数及び実効拡散係数を測定する方法を開発することを目的として、各種岩石及びベントナイトと放射性核種による基礎的試験を実施した。得られた結果を以下に示す。(1)各種岩石(ベントナイト)に対するSUP113/Sn、SUP95/Zr、SUP95/Nb、SUP226/Raの分配係数に関する基礎データが得られた。1.SUP113/Sn分配係数:$$>$$240(ml/g)..海水及び純水模擬地下水2.SUP95/Zr分配係数:700$$sim$$3,000(ml/g)..海水模擬地下水・1000$$sim$$40,000(ml/g)..純水模擬地下水3.SUP95/Nb分配係数:300$$sim$$7,000(ml/g)..海水模擬地下水200$$sim$$40,000(ml/g)..純水模擬地下水4.SUP226/Ra分配係数:約30(ml/g)...海水模擬地下水・500$$sim$$600(ml/g)..純水模擬地下水(2)各種岩石に対するSUP134/Cs、SUP99/Tc、SUP237/Npの実効拡散係数に関する基礎データが得られた。1.SUP134/Cs実効拡散係数:10/SUP-8$$sim$$10/SUP-9(cm/SUP2/sec)2.SUP99/Tc実効拡散係数:10/SUP-9$$sim$$10/SUP-10(cm/SUP2/sec)3.SUP237/Np実効拡散係数:10/SUP-8$$sim$$10/SUP-9(cm/SUP2/sec(3)pH及び共存イオンは、分配係数測定試験及び実効拡散係数測定試験における重要な影響因子である。

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