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論文

Field test of a full scale $$^{3}$$He-alternative HLNC-type counter; High Level Neutron counter-Boron (HLNB)

Henzlova, D.*; Menlove, H. O.*; 谷川 聖史; 向 泰宣; 中村 仁宣

EUR-28795-EN (Internet), p.313 - 323, 2017/00

ロスアラモス国立研究所(LANL)は、$$^{3}$$Heガス供給の枯渇問題に対応するため、新たに開発したホウ素(B-10)を用いた平板状の比例計数管を使用した$$^{3}$$Heフリーの中性子検出器(HLNB:高レベル中性子同時計数装置(B-10))を設計、試作した。これは、代表的な$$^{3}$$He型の中性子検出器の代替品として製作したものである。本論文では、実際のフィールドにおける保障措置機器としての適用性を確認するため、プルトニウム転換技術開発施設(PCDF)において、少量のMOX試料粉末を使用したHLNBの性能評価試験を実施した。その結果、HLNBは300秒の測定時間で2.1%の良好の測定精度を得ることができ、保障措置に適用する中性子同時計数装置としての国際性能指標を満足することできることが分かった。

論文

代替$$^{3}$$He中性子検出器を用いた在庫サンプル測定装置(ASAS)の開発,1; ASAS検出器の設計・製作

大図 章; 飛田 浩; 呉田 昌俊; 谷川 聖史; 向 泰宣; 中道 英男; 中村 仁宣; 栗田 勉; 瀬谷 道夫

核物質管理学会(INMM)日本支部第36回年次大会論文集(インターネット), 9 Pages, 2015/12

原子力機構では、中性子検出器に標準的に使用されている$$^{3}$$Heガスの近年の世界的な供給不足に対処するため、$$^{3}$$Heガスを使用しないZnSセラミックシンチレータを用いた代替中性子検出器を開発している。また、この開発と並行して保障措置で広く使用されるPuインベントリ評価用測定装置HLNCC(High Level Neutron Coincidence Counter)の代替装置ASAS(Alternative Sample Assay System)を代替中性子検出器を用いて開発している。ASASの開発では、中性子モンテカルロ計算コード(MCNPX)によるシミュレーション設計を実施し、24本の代替中性子検出器を用いれば従来のHLN CCと同等の性能を有することが明らかになった。本発表では、シミュレーション設計で得られたASASの中性子検出効率、Die-away time等の性能とASASの内部構造について報告する。

論文

Numerical evaluation of the light transport properties of alternative He-3 neutron detectors using ceramic scintillators

大図 章; 高瀬 操*; 春山 満夫; 倉田 典孝*; 小林 希望*; 呉田 昌俊; 中村 龍也; 藤 健太郎; 坂佐井 馨; 鈴木 浩幸; et al.

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 798, p.62 - 69, 2015/10

 被引用回数:2 パーセンタイル:74.39(Instruments & Instrumentation)

シンチレータを用いたヘリウム3代替中性子検出器内部のシンチレータ光の伝搬特性を光線追跡コードを用いて調査した。検出器の構造は、ガラス基板に積層された薄いセラミックシンチレータ板とそれを囲む光反射管、及びその光反射管の両端に設置された二つの光電子増倍管からなる。管内部のセラミックシンチレータ板の設置を様々に変化させた場合の検出器の両端に現れる光出力を計算し、試験結果と比較した。その結果、管内部の光伝搬特性は、そのセラミックシンチレータの配置、及び光反射管の構造に大きく依存することが判明した。

論文

核セキュリティ・核不拡散のための先進核物質非破壊検知・測定基礎技術開発

瀬谷 道夫; 直井 洋介; 小林 直樹; 中村 孝久; 羽島 良一; 曽山 和彦; 呉田 昌俊; 中村 仁宣; 原田 秀郎

核物質管理学会(INMM)日本支部第35回年次大会論文集(インターネット), 9 Pages, 2015/01

日本原子力研究開発機構(JAEA)の核不拡散・核セキュリティ総合支援センターは、JAEAの他部門と協力して、核セキュリティ・核不拡散のための以下の先進核物質非破壊検知・測定基礎技術開発プログラムを実施してきている。(1)使用済燃料中プルトニウム非破壊測定(NDA)実証試験(PNAR法+SINRD法) (JAEA/USDOE(LANL)共同研究、平成25年度終了)、(2)レーザー・コンプトン散乱$$gamma$$線非破壊測定技術開発(大強度単色$$gamma$$線源基礎実証)、(3)ヘリウム3代替中性子検出技術開発、(4)中性子共鳴濃度分析法技術開発(JAEA/JRC共同研究)。この報告では、これらについてその概要を紹介する。

論文

Development of a high-resolution quadrupole mass spectrometer capable of detecting $$^{3}$$He and $$^{4}$$He in a hydrogen isotope atmosphere

廣木 成治; 阿部 哲也; 村上 義夫; 柳下 浩二*; 中村 静雄*

J. Vac. Sci. Technol., A, 12(5), p.2711 - 2715, 1994/09

水素同位体(HDやD$$_{2}$$)中の$$^{3}$$Heおよび$$^{4}$$Heを検出できる、高分解能四極子質量分析計を開発した。この分析計は、高分解能モードと通常モードを任意に選択することが可能であり、このうち高分解能モードはマシュー線図の第II安定解領域の条件を採用している。$$^{3}$$He$$^{+}$$はHD$$^{+}$$やH$$_{3+}$$と干渉するが、特に$$^{3}$$He$$^{+}$$とHD$$^{+}$$の質量差は0.0059uで、これは$$^{4}$$He$$^{+}$$とD$$_{2+}$$のそれ(0.0256u)の1/4.3である。高分解能モードで$$^{3}$$He$$^{+}$$とHD$$^{+}$$の分離を試みたところ、$$^{3}$$He$$^{+}$$/HD$$^{+}$$比が0.1程度まで分離できることを確認した。この比をさらに小さくするには、高周波電圧の周波数をできるだけ高くする必要のあることがわかった。また、高分解能モードと通常モードの分析範囲は、それぞれ1~9u、1~60uであった。

論文

Long-term measurement of helium-3 release behavior from zirconium-cobalt tritide

林 巧; 鈴木 卓美; 奥野 健二

Journal of Nuclear Materials, 212-215, p.1431 - 1435, 1994/00

 被引用回数:14 パーセンタイル:23.35(Materials Science, Multidisciplinary)

ジルコニウムコバルト-トリチウム化物からのヘリウム3(トリチウム崩壊生成物)の放出挙動を約3年半にわたり観測した。トリチウムの貯蔵を開始後、約2年までは実験条件(常温~250$$^{circ}$$C,水素比率(T/ZrCo)=0.3~1.5,及び水素の吸放出回数=1~10)下で3%以下の$$^{3}$$He放出率であった。が、その後、一部の実験条件(常温~150$$^{circ}$$C,T/ZrCo≒1.4,吸放出1回)にて、放出率が上昇、約25%となってきている。また、トリチウム化物中に蓄積された$$^{3}$$Heは、ZrCoとの比で約0.2となってきている。この$$^{3}$$Heの放出率の上昇はウラン、エルビウム等他のトリチウム化物の報告とも良く一致している。通常のトリチウムの吸放出作業では、初期に蓄積した$$^{3}$$Heは放出されないので、上記のようにいずれ、$$^{3}$$Heの放出率が上昇してくる時期がくる。全く安全にトリチウムを貯蔵できるのは約2年程度までであることがわかった。

論文

核融合用月資源$$^{3}$$Heのマイクロ波による回収

上原 和也; 前田 利彦*; 鈴木 潤*; 大内 日出夫*

プラズマ・核融合学会誌, 69(12), p.1550 - 1559, 1993/12

月面上のレゴリス(表土)の中には、中性子の発生を伴わない核融合燃料として使用可能なヘリウム3が大量に含まれている。この報告は、このようなヘリウム3をマイクロ波を用いた加熱及びプラッギングの技術を用いて、回収する方法について述べたものである。マイクロ波加熱によるガス捕集のデータは、磁気核融合実験で行われている高周波プラズマ加熱時のエージング実施中に放出される導波管からのガス放出の結果が用いられ、月面でのヘリウム3の回収技術に適用されている。

報告書

$$^{3}$$He-BOCA出力急昇試験設備の開発,1; 開発計画と設備概要

中田 宏勝; 石井 忠彦; 伊藤 治彦; 阿部 弘; 中崎 長三郎; 瀬崎 勝二; 永岡 芳春

JAERI-M 8533, 35 Pages, 1979/11

JAERI-M-8533.pdf:1.58MB

JMTRでは、昭和44年以来各種燃材料の照射試験を行って来たが、昭和53年度より5ヶ年計画で軽水炉燃料ピンの出力急昇試験を行うのに必要な「He-3出力制御型沸騰水キャプセル(略称$$^{3}$$He-BOCA)」の開発・整備を行うことになった。同キャブセルは、加圧静止水を熱媒休とする照射装置であり、簡単な装置で軽水炉と同等の圧力・温度条件が得られ、かつキャブセル周囲に設けるHe-3ガスのスクリーンにより燃料ピンの発熱量を容易に変えられるものである。完成後の設備は新燃料のみならず照射済燃料ピンを大量に試験できる能力を有し、BWRおよびPWR条件下で出力急昇試験の他パワーサイクルを行うことができる。本報告では$$^{3}$$He-BOCAの原理や開発計画について説明するとともに、BOCAの基本的伝熱特性を調べるために行った炉外予備実験の結果、BWR条件下で短尺燃料ピンを出力急昇できることを目標として概念設計した$$^{3}$$He-BOCAの概要、などについて述へる。

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