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報告書

電着法を用いたマイナーアクチノイド線源の製作

中村 聡志; 木村 崇弘; 伴 康俊; 津幡 靖宏; 松村 達郎

JAEA-Technology 2020-009, 22 Pages, 2020/08

JAEA-Technology-2020-009.pdf:2.92MB

分離変換技術開発ディビジョンでは、マイナーアクチノイド(MA)核データの検証に資する核分裂反応率について、核分裂計数管を用いた測定を検討している。そのため、核分裂計数管用のMA線源の作製, 定量及び不確かさの評価を行った。電着法を採用して、$$^{237}$$Np, $$^{241}$$Am, $$^{243}$$Am及び$$^{244}$$Cmの4核種について電着量が異なるMA線源を7種類作製した。さらに、同位体希釈法を用いて放射能を定量した$$^{244}$$Cm線源元液から$$^{244}$$Cm作業標準線源を作製し、これを用いて算出した計数効率を適用して各MA線源の放射能を定量した。その結果、作製したMA線源の放射能として、$$^{237}$$Np線源は1461Bq, 2179Bq及び2938Bq、$$^{241}$$Am線源は1.428MBq、$$^{243}$$Am線源は370.5kBq及び89.57kBq並びに$$^{244}$$Cm線源は2.327MBqを得ると共に、不確かさを0.35%(1$$sigma$$)と評価した。本報告書では、MA線源の作製及び定量方法並びに不確かさ評価の過程についてまとめる。

報告書

位置検出型核分裂計数管の開発と中性子空間分布計測試験

山岸 秀志; 曽山 和彦; 角田 恒巳; 落合 政昭; 岩村 公道; 最首 貞典*; 浦上 正雄*; 増田 尚宏*; 山内 祐樹*; 大谷 順一*; et al.

JAERI-Tech 2001-053, 19 Pages, 2001/08

JAERI-Tech-2001-053.pdf:2.48MB

高中性子束かつ高$$gamma$$線下で使用可能な位置検出型核分裂計数管(PSFC)と中性子分布計測システムの開発を進めている。今回、有感長1000mmを有するPSFCを試作し、その出力信号特性の詳細と中性子空間分布の計測試験を実施した。この結果、PSFCは、特殊電極構造で製作されているにもかかわらず、一般の有感長200mm程度の核分裂計数管と比較して、同等以上の出力信号特性を有していることを確認できた。また、PSFCによりグラファイトパイル側壁の中性子空間分布をリアルタイムで計測できることを確認できた。本開発試験により、ソレノイド電極構造のPSFCの実現性を実証でき、また、PSFCが中性子分布計測用として、極めて有効であることを証明できた。

論文

Measurements of neutron induced fission cross-section for $$^{242m}$$Am from 0.003eV to 10keV using lead slowing-down spectrometer, thermal neutron facility and time-of-flight method

甲斐 哲也; 小林 捷平*; 山本 修二*; Cho, H.*; 藤田 薫顕*; 木村 逸郎*; 大川 内靖*; 若林 利男*

Annals of Nuclear Energy, 28(8), p.723 - 739, 2001/05

 被引用回数:7 パーセンタイル:49.01(Nuclear Science & Technology)

背中合わせ型核分裂計数管を用いて0.003eVから10keV領域における$$^{242m}$$Am核分裂断面積を測定した。これらの実験は、京都大学鉛減速スペクトロメータを用いた0.03eV~10keV領域、京都大学原子炉熱中性子照射施設における0.025eV、飛行時間分析法による0.003eV~35eV領域において行った。測定結果を評価済み核データファイルJENDL-3.2,ENDF/B-VI,JEF-2.5及び既存の比較して、評価済み核データの妥当性を議論した。

報告書

位置検出型核分裂計数管のソレノイド電極のパルス伝播特性

山岸 秀志; 鈴木 勝男; 角田 恒巳; 伊藤 浩; 深草 伸二*; 田村 政和*

JAERI-Research 99-002, 18 Pages, 1999/01

JAERI-Research-99-002.pdf:1.16MB

位置検出型核分裂計数管(PSFC)の開発を進めているが、それには、PSFC内で発生する極めて微小、かつ高速の電流パルスに大きな遅延を与え、しかしながら低い減衰特性を有したソレノイド電極構造(SEST)が必要不可欠である。このため、SESTを設計試作し、その性能を評価した。試験の結果、SESTにより同軸ケーブルの45倍に相当する長い遅延時間が得られることがわかった。パルスの減衰については、一般の核分裂計数管と比較して、電極間キャパシタンスの影響が極めて少なく1/4程度に相当する優れたパルス伝播特性が得られることがわかった。また高インダクタンス電極が中性子計測に障害となるような誘導ノイズを与えないこともわかった。本実験により、SESTがPSFCに十分適用できることを確認した。

報告書

位置検出型核分裂計数管の特性インピーダンスの設計とソレノイド電極構造体の試作試験

山岸 秀志; 鈴木 勝男; 角田 恒巳; 伊藤 浩

JAERI-Research 98-063, 21 Pages, 1998/11

JAERI-Research-98-063.pdf:1.17MB

遅延線構造の位置検出型核分裂計数管(PSFC)を開発するため、それに必要なソレノイド電極構造体(SEST)の設計と電気的特性について検討を行った。設計では適切な特性インピーダンスと充分なパルス伝播時間が得られるように、SESTのインダクタンスとキャパシタンスの最適化を図った。PSFCの成立性を確認するため、外径22mm、電極長800mmのSESTの模擬体を試作し、その特性試験を実施した。特性試験では、試作したSESTのインダクタンス、キャパシタンス、抵抗、特性インピーダンス及びパルス遅延時間等を測定した。試験結果と設計値との照合を行い、設計法の妥当性を確認した。また、本測定実験により、PSFCのソレノイド電極構造の成立性を確認できた。

報告書

中性子源増倍法による未臨界度の推定

桜井 淳; 須崎 武則; 荒川 拓也*; 内藤 俶孝

JAERI-Research 95-022, 50 Pages, 1995/03

JAERI-Research-95-022.pdf:1.28MB

TCAにおいて2.6%の濃縮UO$$_{2}$$燃料棒n$$times$$n本を正方格子間隔1.956cmで配列して、中性子源増倍法に関する実験を行った。n=17、16、14、11および8と変化させ、異なる炉心水位の組合わせで、合計15種類の未臨界炉心を構成した。$$^{252}$$Cf中性子源を炉心中心近傍に設置し、炉心内および水反射体内の2箇所で小型核分裂計数管により垂直方向の中性子計数率分布を、5cm間隔で測定した。実験解析は、モンテカルロ法による計算コードMCNP-4Aで行った。今回つぎのような結論を得た。(1)指数実験およびMCNP-4Aで求めたk$$_{eff}$$の差は、ほとんどの体系において1%以下である。(2)MCNP-4Aで50万ヒストリーで計算した中性子計数率の標準偏差は、ピーク付近でいずれも5~8%の範囲である。ひとつの炉心で規格化した中性子計数率の計算値は、実測値によく一致している。

報告書

遅延線電極構造を有した位置検出型核分裂計数管の信号計測系と計数誤差

山岸 秀志

JAERI-M 94-010, 13 Pages, 1994/02

JAERI-M-94-010.pdf:0.61MB

位置検出型核分裂計数管(PSFC)の開発において、その計数管電極を遅延線構造にすることにより、極めて高い位置検出分解能が期待できることを既に報告した。本稿では、PSFC信号計測系の構成について検討を行うと共に、PSFC及び電子回路によるパルス計数誤差について計算評価した。PSFCのパルス伝播時間と同じ遅れ時間を有するパルス遅延素子と組み合わせて計測電子回路を構成することにより、信号処理系を簡素化でき、高速のリアルタイム計測に有効であることがわかった。また、PSFCに起因する計数誤差は、電子回路によるものよりも小さく、10$$^{6}$$cpsのような高計数率下においても2%以下であることがわかった。

報告書

核分裂箔を使用した反応率測定のための異なる検出器校正手法の比較実験

桜井 健; 根本 龍男; 大部 誠; 中野 正文; 小林 圭二*; 宇根崎 博信*

JAERI-M 93-153, 50 Pages, 1993/08

JAERI-M-93-153.pdf:1.31MB

高速炉臨界実験装置FCAにおいて$$^{235}$$U核分裂率と$$^{238}$$U捕獲反応率の絶対値およびこれらの反応率比を箔放射化法で測定するために、ゲルマニウム半導体検出器の校正実験を行い、実効的な$$gamma$$線計数効率を求めた。各計数効率の決定は、互いに独立な2種類の校正手法を使用して行った。校正に大きな系統誤差が含まれないことを検証するために、得られた計数効率間の比較を行った。$$^{235}$$U核分裂率に関しては、核分裂計数管を使用する校正手法と熱中性子断面積に基づく校正手法を適用した。$$^{238}$$U捕獲反応率に関しては、$$^{243}$$Am-$$^{239}$$Np線源を使用する校正手法と熱中性子断面積に基づく校正手法を適用した。相互比較実験の結果として、各反応率の絶対値を測定するため計数効率に関しては、校正手法間で1.5%以内の一致が得られた。反応率比を測定するための計数効率比に関しては、校正手法間で1%以内の一致が得られた。

報告書

遅延線電極構造に設計した位置検出型核分裂計数管の理論的考察

山岸 秀志

JAERI-M 93-151, 10 Pages, 1993/07

JAERI-M-93-151.pdf:0.5MB

核分裂計数管の陽極をコイル構造とした新たな位置検出型核分裂計数管(PSFC)を考案し、その構造とパルス伝幡等の電気的特性の関係について理論的な考察を行った。本PSFCは高速中性子を検出することを目標にしており、信号パルスの時間差によって中性子位置を検出する原理に基づくものである。計算による考察の結果、PSFCの陽極をコイル構造にすることにより適度なパルス伝幡速度が得られるため、これまでにない極めて高い位置検出分解能を有する中性子検出器の開発が可能であることがわかった。更に、PSFCはコイル構造により自由に特性インピーダンスを設計できるため、信号伝送ケーブルとインピーダンス整合をとることができる。この結果、信号パルスの反射がない良好なパルス伝送特性も得られることがわかった。この技術は熱中性子用の位置検出型核分裂計数管にも利用できるものである。

論文

Neutron diagnostic for MTX

小川 俊英; 大麻 和美; 星野 克道; 小田島 和男; 前田 彦祐; マイクロウエーブトカマク実験チーム

Review of Scientific Instruments, 61(10), p.3181 - 3183, 1990/10

 被引用回数:3 パーセンタイル:50.17(Instruments & Instrumentation)

MTX計画用中性子計測器の製作、測定を行なった。MTX計画は、米国ローレンスリバモア研究所で行われている、自由電子レーザ(FEL)を使ったトカマクプラズマ加熱実験で、短パルス(50ns以下)、大出力(数GW)のマイクロ波を用いるところに特徴がある。この実験のために、2つのタイプの中性子計測器を準備した。1つは、全中性子発生率の時間変化を測定し、イオン温度を評価するためのもので、5種類の検出感度の異なる比例計数管や核分裂計数管で構成される。10$$^{8}$$~10$$^{13}$$n/sの中性子発生率レンジをカバーする予定である。もう1つは、FELパルスに対するイオンの応答を測定するためのもので、プラスチック・シンチレータを用いている。十分な中性子束が得られれば、100kHz程度の時間分解能が期待される。

報告書

Monte Carlo simulation for the calibration of neutron source strength measurement on JT-60 upgrade

西谷 健夫

JAERI-M 89-138, 32 Pages, 1989/10

JAERI-M-89-138.pdf:1.0MB

重水素放電を行うトカマク装置において、中性子モニターの出力値と総中性子発生量の関係を較正し、総中性子発生量を精度よく測定することは、核融合利得Qを評価する上で極めて重要である。JT-60では大電流化改造後、重水素運転を標準とすることを予定しており、その中性子発生量は核分裂計数管を用いて測定することを計画している。ここでは、中性子発生源のポロイダル分布を考慮したMCNPモンテカルロコードにより、核分裂計数管の、発生中性子に対する検出効率を計算し、そのプラズマパラメータ依存性、検出器の位置依存性を評価した。その結果、$$^{235}$$Uおよび$$^{238}$$Uの核分裂計数管の検出効率の不確定性は、それぞれ$$pm$$13%、$$pm$$9%であった。

報告書

未臨界度モニターに関する実験

辻 延昌*; 大杉 俊隆; 大野 秋男

JAERI-M 86-179, 43 Pages, 1986/12

JAERI-M-86-179.pdf:1.13MB

高速炉臨界実験装置(FCA)を用いて、中性子エネルギ-に対して異なった感度を有する2つの検出器(対検出器)を使う未臨界度モニタ-に関する実験を行なった。対検出器として、$$^{2}$$$$^{3}$$$$^{5}$$U,$$^{2}$$$$^{3}$$$$^{7}$$Np,$$^{2}$$$$^{3}$$$$^{8}$$U核分裂計数管、$$^{3}$$He比例計数管を組合わせ、XII-1,XIII-1炉心において、体系の未臨界度を変えて対検出器の係数率比Rを測定した。測定の結果、係数率比Rが未臨界度に対して、滑らかに変化する様な対検出器の組合わせと設定位置が存在することを確認した。

論文

Absolute fission-rate distributions in lithium and hybrid fusion blanket assemblies, 1; Experimental method and results

前川 洋; 関 泰

Journal of Nuclear Science and Technology, 14(2), p.97 - 107, 1977/02

 被引用回数:21

4種類の球形ブランケット体系について、核分裂率分布の絶対値を$$^{2}$$$$^{3}$$$$^{2}$$Th,$$^{2}$$$$^{3}$$$$^{8}$$U,$$^{2}$$$$^{3}$$$$^{7}$$Np,$$^{2}$$$$^{3}$$$$^{5}$$Uの小型核分裂計数管で測定した。実験を行なった4つの体系は、それぞれ、リチウム、リチウムと黒鉛、天然ウランとリチウム、天然ウランとリチウムと黒鉛の組合せで構成された。最後の組合せである黒鉛反射体付ハイブリッド体系での各領域の外径は中心ボイド3.3cm,天然ウラン10.0cm,リチウム金属34.1cm,黒鉛55.3cmであった。絶対測定をするためには加速器で発生する14MeVの中性子数と核分裂計数管に塗布されている核分裂性物質の原子数を知る必要がある。中性子発生量は加速器に設置した$$alpha$$-モニターの係数により算定した。核分裂計数管は同じ加速器を用いて較正した。実験誤差はほとんど10%以下で、平均で約7%であった。黒鉛で反射される中性子の大部分は0.3MeV以下であった。天然ウランの領域を付加すると中性子数が数倍に増加する。

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