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廃炉環境国際共同研究センター; 名古屋大学*
JAEA-Review 2022-033, 80 Pages, 2022/12
JAEA-Review-2022-033.pdf:4.08MB
日本原子力研究開発機構(JAEA)廃炉環境国際共同研究センター(CLADS)では、令和3年度英知を結集した原子力科学技術・人材育成推進事業(以下、「本事業」という)を実施している。本事業は、東京電力ホールディングス株式会社福島第一原子力発電所(1F)の廃炉等を始めとした原子力分野の課題解決に貢献するため、国内外の英知を結集し、様々な分野の知見や経験を、従前の機関や分野の壁を越えて緊密に融合・連携させた基礎的・基盤的研究及び人材育成を推進することを目的としている。平成30年度の新規採択課題から実施主体を文部科学省からJAEAに移行することで、JAEAとアカデミアとの連携を強化し、廃炉に資する中長期的な研究開発・人材育成をより安定的かつ継続的に実施する体制を構築した。本研究は、研究課題のうち、令和元年度に採択された「一次元光ファイバ放射線センサを用いた原子炉建屋内放射線源分布計測」の令和元年度から令和3年度の研究成果について取りまとめたものである。本課題は令和3年度が最終年度となるため3年度分の成果を取りまとめた。本研究では、1Fの廃炉を進めるにあたり把握する必要がある、原子炉建屋内作業環境の放射線源の位置分布を測定するセンサとして、最も確実に汚染源の位置分布の把握を行うことができ、密着型で、かつ「点」ではなく「線」に沿った放射線源分布が把握できる、一次元光ファイバ放射線センサの開発を行った。従来型の飛行時間型光ファイバ放射線センサについて、光ファイバの材質の検討及び光ファイバ径の小口径化を行うことで、高線量率・高散乱線環境へ適用可能なセンサを見出し、光ファイバの多チャンネル化を行うことで低線量率に対しても感度を維持できるシステムの構築を行った。加えて、1F原子炉建屋内に局所的に存在するSv/hオーダーを超える環境へ適用可能であり、さらには、飛行時間法のファイバ両端での受光の必要性という課題を解決する全く新しい方式のセンサとして、光ファイバの片側から光の波長スペクトルを読み出し、光ファイバ内での光の減衰量に波長依存性が存在することを利用して、放射線入射位置を逆推定する波長分解型光ファイバ放射線センサを開発した。
廃炉環境国際共同研究センター; 名古屋大学*
JAEA-Review 2021-033, 55 Pages, 2021/12
JAEA-Review-2021-033.pdf:2.9MB
日本原子力研究開発機構(JAEA)廃炉環境国際共同研究センター(CLADS)では、令和2年度英知を結集した原子力科学技術・人材育成推進事業(以下、「本事業」という)を実施している。本事業は、東京電力ホールディングス株式会社福島第一原子力発電所の廃炉等をはじめとした原子力分野の課題解決に貢献するため、国内外の英知を結集し、様々な分野の知見や経験を、従前の機関や分野の壁を越えて緊密に融合・連携させた基礎的・基盤的研究及び人材育成を推進することを目的としている。平成30年度の新規採択課題から実施主体を文部科学省からJAEAに移行することで、JAEAとアカデミアとの連携を強化し、廃炉に資する中長期的な研究開発・人材育成をより安定的かつ継続的に実施する体制を構築した。本研究は、研究課題のうち、令和元年度に採択された「一次元光ファイバ放射線センサを用いた原子炉建屋内放射線源分布計測」の令和2年度の研究成果について取りまとめたものである。本研究は、福島第一原子力発電所の廃炉を進めるにあたり把握する必要がある建屋内作業環境の放射線源の位置分布を測定するセンサとして、最も確実に汚染源の位置分布の把握を行うことができる密着型で、かつ「点」ではなく「線」に沿った放射線源分布が把握できる一次元光ファイバ放射線センサの開発を行う。従来方式の飛行時間型光ファイバ放射線センサの高線量率対応を図るため、様々な径と材質の光ファイバについて一次元センサとしての基礎評価を行い、小口径の石英光ファイバの一次元センサとしての有用性を見出した。また、光の波長成分に着目した全く新しい方式の波長分解型光ファイバ放射線センサの実証試験を通じて、Sv/hを超える線量率で放射線分布が測定可能であることを実証した。
中村 龍也; 川崎 卓郎; 藤 健太郎; Harjo, S.; 坂佐井 馨; 相澤 一也
JPS Conference Proceedings (Internet), 33, p.011097_1 - 011097_6, 2021/03
J-PARC MLFのTAKUMI回折計のためのシンチレータ2次元中性子検出器を開発した。この検出器モジュールは有感面積32
32cmであり従来のSENJU型検出器の1.5倍の面積を有する。TAKUMIの中性子入射スペクトルに対応したシンチレータ厚さの最適化、新開発の高速低ノイズ回路の装填、ヘッド部の光収集効率の改良が施された。この検出器3台からなる1バンクを当該装置の後方散乱位置に配置され高ToF分解能、2次元での回折測定が可能となった。
廃炉環境国際共同研究センター; 名古屋大学*
JAEA-Review 2020-063, 44 Pages, 2021/01
JAEA-Review-2020-063.pdf:2.55MB
日本原子力研究開発機構(JAEA)廃炉環境国際共同研究センター(CLADS)では、令和元年度英知を結集した原子力科学技術・人材育成推進事業(以下、「本事業」という)を実施している。本事業は、東京電力ホールディングス福島第一原子力発電所の廃炉等をはじめとした原子力分野の課題解決に貢献するため、国内外の英知を結集し、様々な分野の知見や経験を、従前の機関や分野の壁を越えて緊密に融合・連携させた基礎的・基盤的研究及び人材育成を推進することを目的としている。平成30年度の新規採択課題から実施主体を文部科学省からJAEAに移行することで、JAEAとアカデミアとの連携を強化し、廃炉に資する中長期的な研究開発・人材育成をより安定的かつ継続的に実施する体制を構築した。本研究は、研究課題のうち、「一次元光ファイバ放射線センサを用いた原子炉建屋内放射線源分布計測」の令和元年度の研究成果について取りまとめたものである。福島第一原子力発電所の廃炉を進めるにあたり把握する必要がある建屋内作業環境の放射線源の位置分布を測定するセンサとして、最も確実に汚染源の位置分布の把握を行うことができる密着型で、かつ「点」ではなく「線」に沿った放射線源分布が把握できる一次元光ファイバ放射線センサの開発を行う。従来方式の飛行時間型光ファイバ放射線センサの高度化に加え、光の波長成分に着目した全く新しい方式の光ファイバ放射線センサの開発・実用化を進める。
中村 龍也; 藤 健太郎; 海老根 守澄; 美留町 厚; 坂佐井 馨
Proceedings of 2019 IEEE Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Conference (NSS/MIC 2019), Vol.1, p.735 - 736, 2020/08
被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Nuclear Science & Technology)J-PARCのSENJU回折計では検出器の増設や高度化が進められている。その高度化の一環として大面積(51.251.2cm)、高位置分解能(4mm)の2次元シンチレータ中性子検出器を開発した。この検出器は我々がこれまでに開発してきた実機レベルの散乱用シンチレータ検出器の中で最大サイズの検出器モジュールである。検出器の性能評価、長期安定性試験(1年以上)、回折測定実証等の結果から実機として使用可能な性能および堅牢性を有していることを確認した。
中村 龍也; 藤 健太郎; 筒井 紀彰; 海老根 守澄; 美留町 厚; 坂佐井 馨
Journal of Instrumentation (Internet), 12(12), p.C12025_1 - C12025_9, 2017/12
被引用回数：4 パーセンタイル：19.09(Instruments & Instrumentation)J-PARC/MLFに建設が予定されている新タンパク単結晶装置のための高位置分解能、大面積という特徴を有した位置敏感型シンチレータ中性子検出器を開発した。
Li:ZnSシンチレータが装填されたプロトタイプ検出器は波長シフトファイバ技術を用いて製作されている。当該検出器は位置分解能2.5mm、中性子有感面積320320mm
を有している。発表では装置の概要と検出器の試験結果について報告する。
谷村 嘉彦; 三枝 純; 吉澤 道夫; 吉田 真
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 547(2-3), p.592 - 600, 2005/08
被引用回数：11 パーセンタイル：61.12(Instruments & Instrumentation)最適な中性子スペクトロメータの減速材構造をMCNP-4Bを用いて設計した。当該スペクトロメータは、円筒状の減速材及び位置検出型熱中性子検出器で構成されており、減速材軸上の熱中性子束分布から入射中性子のエネルギー分布を得ることができる。入射側減速材の一部に低水素密度材を用い、熱中性子の拡散を抑制する熱中性子吸収材を設置することにより、数10から100keVの低エネルギー中性子に対するエネルギー分解能を改善した。設計したスペクトロメータは、数keVから20MeVまでの範囲で中性子エネルギー分布の測定に適用できる。
村崎 穣; 宇野 祐一; 三好 慶典
JAERI-Tech 2003-029, 107 Pages, 2003/03
JAERI-Tech-2003-029.pdf:7.04MB
未臨界度測定手法の開発のため、STACY非均質炉心体系の実験において、位置検出型比例計数管(PSPC)により、炉心タンク外側近傍における中性子束分布の測定を行った。測定の結果、硝酸ウラニル溶液のウラン濃度50g/L~210g/Lの範囲における臨界時及び未臨界時の中性子束分布を
13mmの位置精度で得た。また、パルス中性子実験における測定により、即発中性子減衰定数
を求めた。さらに、連続エネルギーモンテカルロコードMCNPにより、PSPC測定位置における中性子束分布及び
He反応率分布を求め、PSPC測定値との比較を行った。比較の結果、カドミウムカバー付きPSPCの測定値に対して、計算値は、臨界液位の半分の高さより上部ではおおむね一致したが、それより下部では両者の差が大きくなった。一方、カドミウムカバーなしの測定値に対して、計算値は良く一致した。
山岸 秀志; 池田 裕二郎; 伊藤 浩; 角田 恒巳; 中川 正幸; 岩村 公道; 田畑 広明*; 浦上 正雄*
JAERI-Tech 2000-037, p.12 - 0, 2000/03
JAERI-Tech-2000-037.pdf:1.12MB
高
線下で作動し、広計測レンジ及び高位置分解能を有した位置検出型核分裂計数管(PSFC)の開発を日本原子力発電株式会社との共同研究の下で進めている。PSFCの作動原理と性能を検証するため、ソレノイド電極構造のPSFC模擬体と計測用電子回路を試作した。これらを用いて、核分裂計数管電極に誘起されるような微小の疑似電流パルス信号により、PSFC計測システムのシミュレーションを行った。この結果、PSFCを用いた中性子束分布計測システムは、有効電極長が1000mmの長尺であるにもかかわらず7.5mm以下の極めて高い位置検出分解能を有すること、及び6桁以上の広い計測レンジが得られることを確認した。今後、PSFCを試作して中性子束分布計測性能を試験する予定である。
中村 龍也; 藤 健太郎; 鬼柳 亮嗣; 大原 高志; 細谷 孝明; 坂佐井 馨
no journal, ,
J-PARC物質・生命科学実験施設に設置されたSENJU単結晶中性子回折計の高度化のために製作された2次元シンチレータ中性子検出器の性能を評価した。本検出器はLi:ZnS(Ag)シンチレータと波長シフトファイバーを用いて製作され、SENJUに設置されているオリジナル検出器と比較して6倍の中性子有感面積(512768mm)をもつ。プロトタイプ器は検出効率40-50% (2
)、ガンマ線感度10
であり、これに基づいて実機用として製作された9台の検出器も同様の良好な性能であった。9台の実機検出器間の中性子感度のばらつきは5%以内であった。発表ではプロトタイプ検出器及び実機検出器の実験結果を報告する。
中村 龍也; 藤 健太郎; 川崎 卓郎; 鬼柳 亮嗣; 大原 高志; 小泉 智克; 海老根 守澄; 坂佐井 馨
no journal, ,
J-PARCの物質生命科学実験施設(MLF)において開発された波長シフトファイバを用いた位置敏感型シンチレータ中性子検出器についてレビューする。波長シフトファイバを用いた2次元シンチレータ中性子検出器はMLFの単結晶中性子回折装置のために開発され、現在ではBL03とBL18に数十台が装填されている。当該検出器は通常のクリアファイバを用いた検出器と比較して、シンプルな構造、ピクセルサイズ設計における柔軟性、製造コスト等において大きな利点がある。発表では、MLFで開発された当該検出器の例を紹介するとともに、さらなる大面積化の可能性についても議論する。
