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論文

Monitoring of tritium in diluted gases by detecting bremsstrahlung X-rays

洲 亘; 松山 政夫*; 鈴木 卓美; 西 正孝

Fusion Engineering and Design, 81(1-7), p.803 - 808, 2006/02

 被引用回数:9 パーセンタイル:39.21(Nuclear Science & Technology)

水素で希釈したトリチウムとヘリウムで希釈したトリチウムについて、組成比一定の条件で$$beta$$線誘起X線計測法による計数率とトリチウム分圧の関係を測定した。その結果、10kPa程度以下の全圧ではX線計数率はトリチウム分圧に比例していることを明らかにした。また、トリチウム分圧一定の条件の下でヘリウムを徐々に添加し、X線計数率の変化を調べ、10kPa程度以下の全圧ではX線計数率はトリチウム分圧のみに依存していることを明らかにした。今回の結果は、$$beta$$線誘起X線計測法が核融合炉のトリチウムプロセスシステム、例えばブランケットのトリチウム回収システムにおけるトリチウム分圧測定に有望な手法になることを示すものである。

論文

Evaluation of ZnS-family phosphors for neutron detectors using photon counting method

久保田 直義*; 片桐 政樹; 上条 恵一*; 南戸 秀仁*

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 529(1-3), p.321 - 324, 2004/08

 被引用回数:17 パーセンタイル:21.09(Instruments & Instrumentation)

ZnS:Agは他の蛍光体に対して発光量が非常に多いことなどから、中性子シンチレータ用蛍光体としてよく使われているが蛍光寿命の中に長い成分を含むため高計数率に対応できない。このため、高計数率に対応した中性子検出器を開発するため、蛍光寿命が短いZnS系蛍光体の研究を進めた。ZnO:Zn, ZnO:Ga, ZnSSe:Agなどを製作し、シンチレータ用蛍光体としての特性の評価を行った。この結果、放電プラズマ焼結装置を用いて作製したZnO:Znが早い寿命を示すこと、また、市販のP15と呼ばれているZnO:Znの場合、波長が長くなるが$$^{6}$$LiFと組合せて中性子用シンチレータとした場合、検出効率は下がるものの蛍光寿命が短くなり、高計数率に対応できるようになることなどがわかった。

論文

High-counting-rate and high-position-resolution neutron imaging detectors using short-lifetime phosphors with crossed-fiber readout

片桐 政樹; 坂佐井 馨; 松林 政仁; 高橋 浩之*; 中澤 正治*

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 513(1-2), p.374 - 378, 2003/11

 被引用回数:3 パーセンタイル:69.42(Instruments & Instrumentation)

短半減期蛍光体とクロスファイバー読み出し法を用いた高計数率・高位置分解能中性子イメージング検出器を開発した。蛍光体としてはY$$_{2}$$SiO$$_{5}$$、有機蛍光体などを用い中性子コンバータとしては7Li$$_{10}$$B$$_{4}$$O$$_{7}$$を用いる。冷中性子ラジオグラフィ施設を用いた中性子照射実験の結果、位置分解能0.6mmを維持したまま3Mcpsの高計数率中性子イメージングが可能であることを確認した。

論文

High counting rate two-dimensional neutron imaging method using rectangular scintillators with WLS fibers

藤 健太郎; 片桐 政樹; 坂佐井 馨; 松林 政仁; 美留町 厚; 高橋 浩之*; 中澤 正治*

Applied Physics A, 74(Suppl.1), p.S1601 - S1603, 2002/12

 被引用回数:4 パーセンタイル:76.48(Materials Science, Multidisciplinary)

大面積/高計数率な中性子イメージングを目指してLiガラスシンチレータと波長シフトファイバを組み合わせた中性子イメージング検出法を開発した。検出器の構造は、Liガラスシンチレータの4つの側面に波長シフトファイバを配置しアレイ化した構造である。X軸及びY軸の位置はガラスシンチレータのそれぞれ相対する側面に配置されたファイバの同時計数が成立した場合に決定する方法を用いている。5mm$$times$$5mm$$times$$2mmtのLiシンチレータを4$$times$$4のアレイとした検出器を用いた基礎実験により、3Mcpsの中性子が入射してもリニアリティ良く中性子イメージングが可能であることを確認した。

論文

High position-resolution scintillation neutron-imaging detector by crossed-fiber readout with novel centroid finding method

片桐 政樹; 藤 健太郎; 坂佐井 馨; 松林 政仁; 美留町 厚; 高橋 浩之*; 中澤 正治*

Applied Physics A, 74(Suppl.1), p.S1604 - S1606, 2002/12

 被引用回数:5 パーセンタイル:72.48(Materials Science, Multidisciplinary)

高位置分解能/高計数率な中性子イメージングを目指して新しい中心位置決定法によるクロスファイバ読み取り法を用いた高位置分解能シンチレーション中性子イメージング検出法を開発した。検出器の構造は、シンチレータの上下の面にクロスした波長シフトファイバを配置した構造である。これまでは、中性子入射位置周辺で蛍光を検出したファイバのなかで最も蛍光の量が多いファイバの位置を入射位置としていた。考案された方法では、複数のファイバの同時計数を行い同時計数したファイバの中心の位置を中性子入射位置としている。この方法により、中心位置決定回路の簡易化を図りコストを削減するとともに高計数率化を可能とした。ZnS:Ag/LiFシンチレータを用いた基礎実験により、0.5mmの位置分解能が得られることを確認した。

論文

High count rate X-ray detector using a superconducting tunnel junction with current readout method

片桐 政樹; 中村 龍也; 大久保 雅隆*; Pressler, H.*; 高橋 浩之*; 中澤 正治*

AIP Conference Proceedings 605, p.177 - 180, 2002/00

Nb/Al/AlO$$_{x}$$/Sl/Nb構造の超伝導トンネル接合の信号読み出しに高速電流読み出し法を用いた高計数率X線検出器の開発を行った。素子の特性は、ライズタイムは100ns,電流収集時間は260nsそして0.4Kにおける抵抗は20オームであった。本素子を用いて、超伝導コイルを用いた高速電流読み出し回路を作製した。KEKの放射光施設を用いてX線に対する特性試験を行った。その結果、10cpsから100kcpsまでの計数率に対して270eVのエネルギー分解能が得られた。300kcpsでも300eVの性能が得られることが確認できた。これにより、超伝導トンネル接合の高計数率X線測定への応用の見通しが得られた。

論文

A Large area neutron imaging method using rectangular scintillators with WLS fibers

藤 健太郎; 片桐 政樹; 坂佐井 馨; 中村 龍也; 松林 政仁; 高橋 浩之*; 中澤 正治*

JAERI-Conf 2001-002, p.627 - 638, 2001/03

強力なパルス中性子源を用いた中性子スキャッタリング実験装置には、大面積、高計数率、広ダイナミックレンジなどの性能の中性子イメージング検出器が要求される。同時にこれら検出器には、装置のアッセブルあるいはメインテナンスの簡単化も要求される。このため、矩形シンチレータと波長シフトファイバを組合わせた新しい中性子イメージング検出法の研究を進めている。本方法では、矩形シンチレータの4辺に波長シフトファイバを装着し、これらファイバから出力される信号の同時計測を行うことにより入射位置を決定している。5mm$$times$$5mm$$times$$2mmtの$$^{6}$$Liガスラスシンチレータと1mm$$phi$$の波長シフトファイバを用いた予備実験の結果、熱中性子を約13%の検出効率で検出できることを確認した。蛍光検出過程の最適化により、実用に必要十分な30%以上の検出効率が得られると考えられる。

報告書

ファインマン-$$alpha$$法による実効増倍率測定(3)

毛利 智聡; 大谷 暢夫

PNC-TN9410 98-056, 72 Pages, 1998/06

PNC-TN9410-98-056.pdf:1.98MB

臨界工学試験室では、核燃料施設の臨界安全管理に有効な未臨界度モニターの開発を進めている。これまで、重水臨界実験装置(DCA)を測定対象として、ファインマン-$$alpha$$法による重水減速体系の未臨界度測定研究が実施され、核燃料施設で問題となる低い実効増倍率体系の未臨界度を検知できることが確認されている。ここでは、核燃料施設において一般的な軽水減速体系に対しても、未臨界度の検知が可能であることを確認するため、DCAの未臨界度測定試験炉心にウラン燃料およびMOX燃料を装荷した軽水減速体系を対象として未臨界度測定実験を実施した。測定の結果、中性子計数率の低い軽水減速体系においても、実効増倍率が0.623$$sim$$0.870の範囲で、未臨界度を示す$$alpha$$値の検出が可能であることが確認された。また、実効増倍率の0.05$$sim$$0.10程度の差異を検知できることも確認された。輸送計算コードTWODANTおよびモンテカルロ計算コードKENO V.aを用いて試験体系の$$alpha$$値を計算し測定データと比較した。$$alpha$$値から評価した実効増倍率の計算値と測定値の差は13%以下であり、未臨界度モニターとしては十分な精度で$$alpha$$値が求まることが確認された。ファインマン-$$alpha$$法が、低い実効増倍率の軽水減速体系でも未臨界度測定手法として有効であることが明らかとなった。

論文

Numerical validation of a modified neutron source multiplication method using a calculated eigenvalue

山本 俊弘; 桜井 淳; 内藤 俶孝*

Annals of Nuclear Energy, 25(9), p.599 - 607, 1998/00

 被引用回数:1 パーセンタイル:83.28

従来の中性子源増倍法による未臨界度測定法の欠点を補うために、「計算誤差間接推定法」を提唱した。この手法は、計算で求めた実効増倍率のバイアスを、中性子計数率の測定値と計算値との差から求めるものである。このバイアスを、計算で求めた実効増倍率の補正に使うことにより、より真値に近い実効増倍率を導くことができる。この手法の検証を行うために、中性子源増倍法を模擬した数値実験を中性子拡散計算で行った。この手法によって真の実効増倍率がどの程度再現できるかが示された。その結果、この手法によって未臨界度を高精度に評価するためには、少なくとも三ヵ所での中性子反応率の測定が必要であることが分かった。

報告書

計算値を用いた未臨界度の推定,II

桜井 淳; 荒川 拓也*; 内藤 俶孝

JAERI-Research 96-008, 77 Pages, 1996/02

JAERI-Research-96-008.pdf:1.66MB

臨界集合体TCAを利用して7種類の未臨界炉心を構成し、反応度と中性子計数率空間分布を測定した。実験解析にはMCNP-4Aを利用した。中性子計数率空間分布の計算結果は、すべてその実測値と相互の誤差範囲内でよく一致している。このことは「計算誤差間接推定法」では、MCNP-4Aでの固有値問題の計算で求めた中性子増倍率は、その体系で実験的に評価した反応度から求めたものに一致することを意味している。今回の実験と計算によって「計算誤差間接推定法」を適用した計算値を用いた未臨界度の評価法の基礎技術を確立することができた。

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

環境放射線の変動要因に関する研究(3)

not registered

PNC-TJ1545 93-006, 224 Pages, 1993/03

PNC-TJ1545-93-006.pdf:10.3MB

平成3年度に兵庫県宝塚-六甲山周辺において当委員会の全委員が参加して、各種測定機器を用いた合同調査を実施したが、本年度は動燃事業団および地質調査所が過去においてカーボーン調査を行いデータが集積されている岐阜県土岐市周辺を調査対象に選定し、前年度と同様な方式に沿ってカーボーン調査を実施した。この調査により、過去の計数率のみ記録されたデータであっても、放射線線量率に換算できるようになった。また、5 ファイx5 と4 ファイx4 NaI(Tl)とを装備した別個のカーボーン測定によるデータの放射線線量率への換算も裏付けられた。なお、原子力発電所所在の道府県モニタリング施設の放射線線量レベルを色別図示したこと、およびヘリコプタ・エアボーン調査の成果を本報告書で取り上げたことは、全国放射線線量レベルのメッシュマップ完成のために多いに寄与するものと考える。

報告書

環境放射線の変動要因に関する研究

not registered

PNC-TJ1545 91-001, , 1991/03

PNC-TJ1545-91-001.pdf:7.6MB

本報告書は、バックグラウンド放射線レベルとその分布を把握する上で、地域的変動の大きな要因となっている地質、岩質に着目し、地質と放射線レベルの関連性について調査したものである。本報告書は、当研究遂行の初年度でもあり、バックグラウンド放射線レベル、および地質と放射線との関係について、測定された文献をサーベイすることに主眼を置いた。さらに、環境放射線による被ばく線量を推定するため、計数率と照射線量率との関係に必要なデータの分析、および地図上に放射線レベルを色別、図示する作業の緒に付いた。

報告書

トカマクプラズマ用128チャンネル高速波高分析器の開発

川島 寿人; 的場 徹; 小川 俊英; 河上 知秀

JAERI-M 85-005, 17 Pages, 1985/02

JAERI-M-85-005.pdf:0.71MB

トカマクプラズマにおけるX線等のエネルギースペクトル計測用として、通常のマルチチャンネル波高分析器に比べて、高い計数率で波高分布の時間変化を測定できる高速マルチチャンネルアナライザを試作した。JFT-2Mにおいて半導体検出器を使用して軟X線スペクトルを試験的に測定した結果、当初計画通りの性能を確認することができた。

報告書

高速実験炉「常陽」特殊試験結果報告書; 外部中性子源無し原子炉起動試験

佐々木 誠*

PNC-TN941 82-56, 106 Pages, 1982/03

PNC-TN941-82-56.pdf:3.8MB

高速実験炉「常陽」MK―1炉心においては、中性子計装の正常動作確認と原子炉起動時の反応度事故を防ぐ目的で、原子炉起動操作開始時に中性子計装計数率が3CPS以上あることが、運転マニュアルで定められている。この規定を守るため、炉内に外部中性子源(Sb-Be)が装荷されている。しかしながら、この外部中性子源の半減期が約2ケ月であることから、長期間原子炉を停止していると本規定を守れなくなる。また、外部中性子源は、外部の原子炉であらかじめ中性子照射しなければならない。このようなことから、外部中性子源を使わずに原子炉を起動できれば大変有利である。そこで、外部中性子源を炉心内から、炉心の外側へ移動し、中性子源なしで原子炉が起動できるかどうか、中性子計装の応答を詳細に測定し、確認した。主な試験結果は次の通りである。外部中性子源を燃料貯蔵ラックに移した状態で、原子炉を起動することができた。原子炉は、炉心燃料から発生している内部中性子のみによって起動し得たことを確認した。MK-2炉心でも、MK-1炉心と同様に、外部中性子源を使わないので原子炉を起動できるものと推定される。

論文

Temperature dependence of thermal neutron detection performance of BF$$_{3}$$ proportional counters

阪井 英次; 薄井 修三*; 大角 秀夫*; 林 義光*; 中谷 秀夫*

IEEE Transactions on Nuclear Science, 30(1), p.802 - 805, 1982/00

 被引用回数:3 パーセンタイル:45.75(Engineering, Electrical & Electronic)

BF$$_{3}$$比例計数管の動作温度は標準型で100$$^{circ}$$C、特別に高温用に設計したもので150$$^{circ}$$Cと云われているが、熱中性子のパルス波高分布の温度特性を詳細に述べた報告はない。筆者らの調べたBF$$_{3}$$比例計数管の結果では温度を上げるにつれて1パルマ波高は減少し、熱中性子ピークの半値幅は広がる。2本の計数管では熱中性子計数率は150$$^{circ}$$Cまで一定であり、1本の計数管は100$$^{circ}$$Cまで一定であった。この温度以上では1本の計数管の計数率は減少し、2本の計数管の計数率は増大した。He-3比例計数管では温度を上げるとパルス波高が増大するのに比べてBF$$_{3}$$比例計数管では逆になり興味深い。

口頭

陽電子消滅$$gamma$$線寿命-運動量相関(AMOC)測定の高計数化の試み

平出 哲也; 安藤 太一*; 真鍋 賢介*; 上田 大介*

no journal, , 

陽電子消滅$$gamma$$線寿命-運動量相関(AMOC)測定はほかの手法では得がたい情報を得ることができるが、その測定には長時間を要することとなる。時間分解能と計数率はトレードオフの関係にあり、時間分解能の良い測定を行う場合、さらに非常に長い時間を要することとなる。今回、我々は検出器を増やすという新しい方法で、計数率の向上を試みた。検出器の位置が1mmずれると、3ピコ秒時間軸上でずれる。よって、ジオメトリの違いで簡単に数十ピコ秒ずれが生じてしまう。複数台の検出器を導入してもそれぞれの検出器で得られる時間情報を一致させることは非常に困難であるため、今まで行われてこなかった。そこで、今回、我々は、各検出器からの信号に特徴的な形を積極的に導入し、その形状からひとつひとつのスタート信号がどの検出器が発生させたものかを検出し、それぞれの検出器ごとのスペクトルを作り、さらにそれぞれのスペクトルが時間軸上でどれだけずれているかを解析し、全体の解析をそのずれを補正しながら行うことで、測定系の装置類の変更などは何も行わずに高計数率でAMOC測定を行うことに成功した。

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