付録2 平成14年度卒業研究発表会要旨
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(2) 付録 2. 原子力研究所配属修論生および卒研生. 平成 1 4年度卒業研究発表会 フ。ログラム 日 場. 時 : 平 成 15 年 2月4日(火)1 0: 30~ 17: 00 所:原子力研究所原子炉施設管理棟講義室. 1 0:30~ 1 0: 40 所長挨拶 担当/座長. 1 0:40~ 12:00. 鶴田 近藤 大津. ". -E ， ， . ， ， ， . ， ， ， ， ， ， ， . ， ， ， ， ，. 1 . 芦 田 太 郎 DAP とC R-39の共重合体による重イオンの検出 2 . 塩 野 井 俊 UTR-KINKIを用いた鉄鉱石試料の放射化分析(皿) 3 . 原 暢 宏 Am同位体の遅発中性子収率の解析 4 . 申 裕 己 Cm同位体の遅発中性子収率の計算 5 . 橋口光男 T h 2 3 2とU 2 3 3の遅発中性子収率の計算 6 . 徳岡崇之 T h 2 3 2の即発中性子スペクトルの計算 7 . 小島 亘 U 2 3 3の即発中性子スペクトルの計算. .•. 1 2:00~13 :00 昼 食 休 憩. 1 3:00~ 1 4: 40 8 . 松 本 圭 輔 放射線に対する胎仔期マウスの突然変異応答 香川陽一 放射線照射した大腸菌の液体保持回復に及ぼすカフェイン処理の 影響 橋 本 雄 貴 二十日大根種子の成長に及ぼす放射線の影響 大谷かおる 小・中・高等学校におけるエネルギー教育の現状 坂井淳 熱中性子用高精度位置感応型比例計数管の応答特性 柴田邦雄 中居巧介 逆動特性法による制御棒反応度価値曲線の測定. 9 . 志村真彦 1 0 . 11 .. 1 2 . 1 3 .. 小阪基哲. 藤川 武部・伊藤(哲). " " 伊藤(虞) 橋本. 1 4: 40" ' '1 4: 5 5 休 憩 14:55~15:30. 1 4 . 竹 村 貴 志 三 朝 周 辺 地 域 に お け る 222Rn濃度および環境線量率分布 1 5 . 前田泰宏岡山県上斎原村および、三朝温泉における 222Rn濃 度 の 変 動 分 布 1 6 . 野 尻 省 五 自 然 環 境 中 の 238U、232Thおよび崩壊生成核種の挙動と分布. 森嶋・古賀. " ". 1 5:30~ 1 6: 50 鶴田. 修 1 . 小 口 靖 弘 感度制御可能な国体飛跡検出器の開発 3 検出器開スベクトル比法による加速器駆動炉未臨界度評価法の 修2 .守屋嘉則. 大津・橋本. 修3 . 藤 原 竜 也 近畿大学原子炉における放射線防護測定器校正場の特性 修4 . 田 中 秀 知 島根・池田鉱泉等における222Rn濃度分布特性に関する研究. 森嶋・小)1 森嶋・古賀. 理論的検討. 16:50~ 1 7 . ・ 00. 講 評. -7 2-.
(3) Vo l .4 0( 2 0 0 3 ). 近畿大学原子力研究所年報. 卒業論文 発表時間 単独研究 二人の共同研究. 11分 ( 6分講演、 5分討論) 22分 ( 1 2分講演、 10分討論). 門. δ. 円. i.
(4) 付録 2. DAPと CR-39の共重合体による重イオンの検出 芦田太郎. [目的〕. DAP樹 脂 と C R 3 9樹 脂 そ れ ぞ れ の 重 イ オ ン に 対 す る 応 答 は 、 こ れ ま で の 研 究 で 知 ら れ て いる。しかし、 DAPと C R 3 9の 共 重 合 体 の 重 イ オ ン に 対 す る 応 答 は 、 あ ま り 知 ら れ て い な い。ここでは、 DAPと C R 3 9の 共 重 合 体 を 使 っ て 、 重 イ オ ン を 検 出 し 、 そ の 特 徴 を 調 べ る 。 [方法〕. CR-39と DAPの モ ノ マ ー を さ ま ざ ま な 比 率 で 混 合 し 、 熱 硬 化 さ せ た 共 重 R 3 9と DAPの 共 重 合 比 を 表 1に 示 す 。 こ れ ら の 樹 脂 を 放 射 線 医 合体(樹脂)を用いた。 C この実験には、. 学 総 合 研 究 所 医 療 用 重 粒 子 線 癌 治 療 装 置 :HIMACの 中 エ ネ ル ギ ー ビ ー ム 照 射 室 で 、 照 射 エ ネルギーを変化させた水素またはヘリウムイオンで照射した。照射された試料を、それぞ れ 、. 9 0C の 30%-KOH溶 液 中 で 4分 2 4 0分 エ ッ チ ン グ し た 。 エ ッ チ ン グ 後 、 各 試 料 を 光 0. 学顕微鏡を用いて観察し、エッチピットの出現の有無を確認した。 {結果と考察】 ヘリウムイオンで照射した各試 料についての、エッチピットの出 現 の 有 無 を 表 2に 示 す 。 ヘ リ ウ ム では、. DAPの 濃 度 が 大 き く な る に つ れ. て、また、照射エネルギーが大きくな るにつれて、エッチピットは現れにく くなっていることがわかる。次に、水 素イオンで照射した各試料についての、 エ ッ チ ピ ッ ト の 出 現 の 有 無 を 表 3に示. " " " ' k まで、すなわち、 す。水素では、 c. DAP の 濃 度 が 60%以 上 の す べ て の 樹 脂ではエッチピットは現れなかった。. DAP の 濃 度 が 大 き く な る と エ ッ チ ピ ッ ト が 現 れ に く く な る の は 、 DAPは C R 3 9と 比 べ て 感 度 が 低 い た め で あ る. 表2 .ヘリウムイオンで照射した場合のエッチピットの出現の有量 ・ ・ ・ 照射エネルギー (MeV!u) 樹脂 0.156 0.790 1.010 1.200 1 .750 2.560 5.180 4 4 30 a 4 30 60 60 X 15 60 b 15 15 60 60 X X c 15 30 60 × 60 X X × d 30 60 60 120 X X X × × × e 30 X X X X × f 60 60 X X X X × × 60 E X X X x X h × 120 X X X X 120 × × X X X × × 240 × 1 X X X × × × k 240 教字は工ウチピ X:工ツチピ-ヴツトを確認できず f. と考えられる。照射エネルギーが大き くなるにつれて、エッチピットが現れ るまでの時聞が長くなるのは、照射エ ネ ル ギ ー が 大 き く な る に つ れ て LET が小さくなるからであると考えられる。. 一. 7 4-.
(5) 近畿大学原子力研究所年報. Vo l .4 0( 2 0 0 3 ). UTR-KINKIを 用 い た 鉄 鉱 石 試 料 の 放 射 化 分 析 ( 皿 ) 塩野井俊 {目的】鉄鉱石試料には、主成分の鉄をはじめとして、数多くの金属元素が含まれている o こ れ ら の 含 有 元 素 種 や そ の 含 有 率 な ど を 調 べ る た め 、 UTR-KINKIを 用 い た 中 性 子 放 射 化 分 析を試みたo 【方法】<試料>日本鉄鋼協会より市販されている鉄鉱石試料には、インド赤鉄鉱、ハス マレー赤鉄鉱. イスコール赤鉄鉱、 MBR赤 鉄 鉱 、 茂 山 磁 鉄 鉱 、 ベ ル ー 磁 鉄 鉱 、 ロ ー ブ リ バ. ー褐鉄鉱、タハロア砂鉄、マルコナペレット、焼結鉱、サページリバーベレット、アルガ ロ ボ ベ レ ッ ト 、 ク ロ ム 鉱 石 、 マ ン ガ ン 鉱 石 の 14種 類 が あ る o 今 年 度 は こ れ ま で の 実 験 に 用 い な か っ た 鉄 鉱 石 試 料 に つ い て 調 べ る と 共 に 、 今 ま で の 実 験 結 果 を 点 検 し た o 鉄鉱石試料 の 定 量 に は 、 純 度 99%以 上 の MnO、 Fe、 Cr、 NaF、 W を混合した標準試料を作製した。 こ れ ら の 試 料 を 約 Igずつ計量し、1.5cm平 方 の ポ リ 袋 に 入 れ 照 射 試 料 と し た o く 照 射 ・ 測 定 > 原 子 炉 を l Wで 運 転 し 、 各 試 料 は 中 央 ス ト リ ン ガ ー の 中 心 部 で 2時 間 照 射 した o 生成放射能は、 Ge半導体検出器と 4096チ ャ ン ネ ル 波 高 分 析 器 に よ り γ 線スペクト. 5分間と 1時 間 測 定 し た o 得られた γ 線 ス ベ ク ト ル を L aboratoryEquipment社の γ ルを 1 線解析ソフトを用いて、. γ線エネルギーと半減期より生成核種を同定した o. また、標準試. 料と照射試料より得られた放射能強度の相対関係より、試料中の含有元素量を求めたo {結果】これまでに得られた Mnの 定 量 結 果 は 、 日 本 鉄 鋼 協 会 の 認 証 値 に 比 べ て 若 干 高 め の. Mnの 定 量 は 55Mnの( n，γ)反 応 に よ り 生 成 し た 56Mnの放射能強度よ 6 F e (n，p)反応により生成した 56Mnの 影 響 を 受 け た も の と 思 わ れ る o この影 り求めたが、 5. 値が得られている. o. 響を補正したものを下表に示す。非常に認証値と良く一致した値が得られた o. Mn以外では、 Naや Cr、W が 定 量 で き た 。 実 験 結 果 は 、 日 本 鉄 鋼 協 会 の 認 証 値 に ほ ぼ 近 い値が得られた。また、一部の試料では、日本鉄鋼協会の認証値で表示されていない元素 が定量されたo 鉄 鉱 石 試 料 に 含 ま れ た Mnの 含 有 率 ( % ). 詰~と. 孟~ご. Mn 実験値. 認証値※}. インド赤鉄鉱. 0.076土0.001 0.074土0.002 タ ハ ロ ア 砂 鉄. ハスマレー赤鉄鉱. 0.021土0.001 0.020土0.002 マ ル コ ナ ベ レ ッ ト. イスコール赤鉄鉱. 0.016土0.001 0.018土0.003 焼 結 鉱. M B R赤 鉄 鉱. 0.28%0.01. サベーシリバーベレット. 0.25士0.01. 茂山磁鉄鉱. 0.032土0.001 0.032土0.003 ア ル ガ ロ ボ ベ レ ッ ト. ベノレー磁鉄鉱. 0.022土0.001 0.025土0.002 ク ロ ム 鉱 石. ロープリバー褐鉄鉱. 0.080土0.001 0.077土0.002. ※)日本鉄鋼協会の認証値. - 7 5-. Mn 実験値. 認証値※). 0.50土0.01. 0.50土0.02. 0.018土0.001 0.019土0.001 0.26土0.01. 01 0.26土0.. 0.077土0.002 0.077土0.002 0.038土0.001 0.042土0.003 0.15土0.01. 一一一一一.
(6) 付録 2. Am同位体の遅発中性子収率の解析 原腕. 目 [ 的1 TRU 鎚ウラン元葬急であるAmは涼毛)戸で倒吏用済み燃ヰの中に含まれてしも。この TRUの生成・消滅 角材爪こ必要な核データは τRU制{初入手および尉及いが困難なため、測定伊助沙なく羽街宣さが大きし L また遅発中 性子同涼モ炉の制御におし、ても非常に重要な役割を担ってし、る。本研究では、核分裂収率を計算して、その結果を出絞 した。マルチモード核分裂モデ~L停を使用して計算し、また既存の核データファイル等のデータを用し、て、遅発中性子. 収率を計算、評価した。 もの先併亥から放出される遅発中性子数を全て積算する糊口法を用し、 {方法] 蛍星発中性子収率の矧面は、それぞ1 、 て行った。全遅発中￨生子収率 V dは. V d=L : Y i. P n iで濠されるo. Yiは先併亥 iの質劃文率、 P n iは先待亥 iの遅発中. 性子放出確率を表七 yiの(直を求めるためにさまざまな(マルチモード核分喫モデルと Wang-Huモデ〉レにもと基づく 計算値によるもの、 JENDL-3.3のデ)夕、 E n g l a n d -R i d e rによる矧面データ)即発中性子放出後の質量分和を用意した これらに電郁う宥と奇遇効期2SI子、核異性体効期週子を掛け合わせて求めた。 Pni値は Wal 吐らによる翻面データを用 いた。 [結果1 JENDL-3.3の遅発中性子収率のデータを鶏食値データと考えると、最も実験値にゆ遅発中性子収率は 表 1より Wang-Huモデ〉レに基づく計算値によるものであるとわかる。また JENDL-3.3の遅発中性子収率が実験値よ り大きくなっているのは、図 1に示した様に Wang-Huモデ〉レに基づく計算値で求めた核安湯割又率より JENDL-3.3の. R i d e rによる言判断:、ー 核分裂収率が重分裂片の領域で高くなっているためであるということがわかる。さらに E n g l a n d タにおいては図 1よ り 、 Wang-Huモデルに基づく計算値 によるものと核分裂収率が一部ずれてしもとはし、え大差 I 9% ないが遅発中性子収率はかなり小さなイ直となっている。こ. .‘』霊N D L 3 . 3. 8 %. R i d e rによる評価デタのt 好重の収率に含 れは E n g l a n d -. -Eng 陥n d ・ R i d e r. 一哨ー. まれている遅発中性子の先行核の数が少ないためである。. 核種. 唱同@四 LF'. 評価値. 計算値. 4 %. (JENDL. Wang. 3 . 3 ). -Hu. 3 . 3. R i d e r. 3 発. Am241. 4 . 9 0. 5 . 1 8. 8 . 5 0. 1 .7 0. 2 %. Am242. 7 . 8 0. 6 . 6 8. Am242m. 6 . 5 0. 6 . 6 8. Am243. 8 . 5 0. 9 . 7 0. Am244. 1 1 .4. 1 3 . 9. JENDL England. 1 %. 8 0. 1 0 0. 1 2 0. 1 4 0. Mass. 表 1:実験値と計算値の上凶変 ( x1 0 ' 3 ). 図 1 おのおの核分裂収率. - 76 -. 1 6 0.
(7) 近畿大学原子力研究所年報. Vo l .4 0( 2 0 0 3 ). Cm同 位 体 の 遅 発 中 性 子 収 率 の 計 算 申裕己 [目的] キ ュ リ ウ ム は ア ク チ ニ ド に 属 し て お り 、 今 後 の ア ク チ ニ ド ・ リ サ イ ク ル に よ る 廃 棄物処分に重要な位置にあります。また、現在では廃棄物の輸送において、遮蔽の計算を ウランやプルトニウムで代用していますが、マイナーアクチニドの核データがあればより 正 確 な 計 算 を 行 う こ と が で き ま す 。 し か し 、 Cln同 位 体 は 高 純 度 の 試 料 が 入 手 し に く い の で実験データが少ため. 遅発中性子データの理論的評価が必要になります。よって、本研. 究 で は 超 ウ ラ ン 元 素 の C m同 位 体 に つ い て 、 遅 発 中 性 子 収 率 を 系 統 的 に 解 析 し 考 察 し ま す 。 [方法] ① Wang-Hu'sFive-GaussianModelに よ り 熱 中 性 子 核 分 裂 直 後 の 質 量 収 率 を 算 出 。 ② Seven-pointModelに よ り 即 発 中 性 子 収 率 を 算 出 o ③ ② と TransfornlationMethodを 用 い て ① を 補 正 し 即 発 中 性 子 放 出 後 の 質 量 収 率 を 算 出 す る o そ の 結 果 を EnglandRiderEvalLBL (ERと 略 す ) の デ ー タ と 評 価 す る ④ 総 和 法 (V"=. Lη・Pni)を 用 い て 遅 発 中 性 子 収 率 を 算 出 す る ロ. D. Yi は 先 行 核 iの質量収率、. Pniは 遅 発 中 性 子 放 出 確 率 で あ る o また、 Yiは 即 発 中 性 子 放 出 後 の 質 量 収 率 に 、 電 荷 分 布と奇遇効果因子、核異性体効果因子を掛けたものを用いる. o. Pniは Wahlの 評 価 デ ー. タを用いる。 ⑤核種による遅発中性子収率の系統性を考察する o {結果] F ig.1で は 、 計 算 結 果 と 評 価 デ ー タ の 質 量 収 率 は お お ま か に 一 致 し て い ま す が 、 質 量 数 107、 136の 付 近 で 評 価 デ ー タ は 落 ち 込 み 系 統 式 と 一 致 し ま せ ん ロ こ れ は ERの評価 デ ー タ に 欠 落 が 存 在 す る か ら だ と お も わ れ ま す ロ そ れ ら の こ と を 考 慮 す る と 系 統 式 は ER とほぼ一致します。 F ig.2では、比較する ERの 評 価 デ ー タ が Cm245のみなので、 JENDL. -3 . 3の評価データを用いますo 2 つのデータを比較すると総和法を用いたデータは JENDL-3 . 3の も の よ り も 低 い 収 率 を 示 し ま す が 、 同 位 体 に よ っ て 変 化 す る 傾 き は ほ ぼ 同 じ で す 。 今 回 の 計 算 結 果 と JENDL-3 . 3に 一 定 の 差 が 見 ら れ る こ と に つ い て は 、 今 後 の 研 究で検討していきますo 8 . 0 %. 暴 露. 0% 7 .. 記. F ト. 0 . 0 1 6. 6 . 0 %. 長 0.012. 5 . 0%. 蝦. 4 . 0 %. 骨総籍法 晶. 3 . 0 % 0 . 0 0 4. 1 . 0 % 0 . 0 % 80. o. t o o. 1 2 0. 一 一 一T r a n s f o r m a t i o nM e t h o d. 1 4 0. 1 6 0 amu. ・EnglsndRider. h e r m a lF i s s i o nの3 愛護収率 F i g 1 Cm245 T 罵. 2 4 1. •. E n g r a n dR i d e r. 0 . 0 0 8. 2 . 0 %. •. -JE 純O L 3 . 3 トー町一. 櫨. ••. 2 4 2. 組. • ー 品. ー ー. 2 4 3. 2 4 4. 2 4 5. 2 4 6. 2 4 7. 奴率 F i g . 2Cm関位体の選発中性子i. 由. - 7 7-. 2 4 8. amu.
(8) 付録 2. Th-232と U-233の遅発中性子収率の計算 橋口光男. [ 目. 叶 7 1 ( 1 1， r ) 叶 7 . l ! . . 斗 1-. 的}本研究ではトリウムサイクル. と核分裂生成物. 233Uの遅発中性子収率. Pa--L →233U の親物質. 2 3 3. 23怖. について計算し解析した。また、その結果を J ENDL-3.3の. ' vd. 評価データと比較、評価した。 U-233は中性子再生因子 ηが大きいため熱中性炉においても増殖が可能 である。そのため、 U-233を生成するために炉心燃料にトリウムサイクルを用いる。このトリウムサイ クルはウラン・プルトニウムサイクルに代わる重要な存在で、ある。. { 方. 法】本研究で全遅発中性子収率の評価は総和法を用いて行った。総和法は、それぞれの先行核か. ら放出される遅発中性子数をすべて積算することにより、全遅発中性子収率を求める方法である。全遅 発中性子収率'Vdは 、. Vd =LYi.Pni. で表される。 Y iは先行核 iの質量収率、 Pniは先行核 iの遅発中. iの計算法は、マルチモード核分裂モデルと、 Wang-Fuchengの計算法を基に 性子放出確率を表す。 Y 即発中性子放出後の質量分布を求めた。 Pn値は Wahlらによる評価データを用いた。 {結果】. 以上の計算を行い得た結果を JENDLデータと供に. 1に表した。ここで Th-232 の入射エネルギーはl.OMeV 表.. IJENDLデータ. 計算値. U-233は Thermalで、行った。表 . 1に示した値で U-233の場. 4似. 合は計算結果と JENDLデータとの大きな差異は見られなか. 0 -3 2X 1 71. った。しかし、 Th-232の場合はかなりの誤差が生じた。その. 1 0 -. 2. I5.31x10-2 I6.73X 10-3. 表 • ， 遅 発 中 性 子 収 率 Vdの値. 点について、これからさらに検討していく o 9 r-一一一一一昨ー--'-~…一町、一一一申…一一…一一. a 揮. I' ， a eaa. 意ヨ凶同﹀. 得. は ; 1 6. 8 5. 9 5. 1 0 5. 1 1 5. 1 2 5. 1 3 5. 1 4 5. 1 6 5. 8 5. 9 5. MASSNUMBER. 割削削削削鵬ト. Gaussian. 幽 樹 園. 1 0 5. 1 1 5. 1 2 5. 1 3 5. 1 4 5. 1 5 5. MASSNUMBER. J正NDし評価データ. 輔 副 闘 闘. F i g . 1 入射1. 0MeVにおけるJENDL ヂ…タとの比較 ( L i n e a r ) (Th-232). 5 Gaussian 四. 制 帽 圃. JENDL 評価ヂ…9. F i g . 2Thermalにおける、JENDL 評櫛ヂー告との比較 ( L i n e a r )(U 233) 四. t. 可. 。 。.
(9) Vo l .4 0( 2 0 0 3 ). 近畿大学原子力研究所年報. 232T hの 即 発 中 性 子 ス ペ ク ト ル の 計 算. 1 I &岡 栄 之. {目的】. トリウム ( 2 3 2T h - 1 0 0% ) 資 源 、 の 天 然 存 在 量 は 天 然 ウ ラ ン の 資 源 に 比 べ て. 数 倍 多 い と 考 え ら れ て い る 。 こ の 研 究 で は 232Thの 即 発 中 性 子 ス ペ ク ト ル を マ ル チ モ ー ド 解析の方法で行う. o. そ の 際 に Wang-Huお よ び そ の 他 の 系 統 式 の デ ー タ を 用 い た 場 合 の 計. 算結果について比較する。 {方法】. o(Thermal ) 、. 今回の研究では、入射エネルギーが. 2MeV、 5MeV に お け る. 計 算 評 価 を 試 み た o 中 性 子 ス ベ ク ト ル の 計 算 に は 、 改 良 型 MadlandNix モ デ ル に 基 づ く 計 算 コ ー ド FISPEK-u を 用 い て 計 算 を し た 。 ま ず 始 め に 核 分 裂 片 の 質 量 を 求 め る た め に 、. FiveGaussian公 式 で 質 量 分 布 の 計 算 を 行 っ た o 次 に 全 解 放 エ ネ ル ギ ー を 求 め る た め に 、 モ ー ド ご と の Q値 を 出 し た o ま た 、 各 モ ー ド の 軽 ・ 重 分 裂 片 に 対 す る 、 逆 過 程 断 面 積 、 準 、 IGNA3、 位 密 度 パ ラ メ ー 夕 、 全 運 動 エ ネ ル ギ ー (TKE)を そ れ ぞ れ 計 算 コ ー ド ELIESE-皿. TKE(Ohsawa'sSystematics)で 算 出 し た 。 こ れ ら の 計 算 で 得 ら れ た 全 て の 値 を 利 用 し て 、 FISPEK-uに 値 を 入 れ て 、 各 モ ー ド の 即 発 中 性 子 ス ベ ク ト ル を 計 算 す る o そ の モ ー ド 別 ス ペクトルを、モード分岐比とそのモードにおける平均中性子数の積を重率として合成する o こ れ に よ り 得 ら れ た 値 を グ ラ フ に し て 考 察 を す る o そ し て Wang-Hu と そ の 他 の 系 統 式 を 用いて同様に計算を行い、それらについて考察する o 【結果}. モ ー ド ご と の 比 較 で は Standard1、 Standard2、Superlongの 順 に ス ベ ク ト ル. が 硬 化 し て い る の が 分 か っ た o こ れ は 、 核 分 裂 の 全 励 起 エ ネ ル ギ ー が Standardl、. Standard2、 Superlongの 順 に 大 き く な る た め で あ る o 図 Iは 、 Wang-Huに よ る 入 射 エ ネ ルギーが. o (ThermaI )MeV、2MeV、5MeV. t . O O E + O O. における即発中性子スペクトルの合成し た図である。この図から入射エネルギー の値が大きくなっていくに従いスベクト. 1 . 0 0 E0 1. 。. 申. 〉. ぞ1 . 0 0 E 0 2 1 耳. ルが硬化していることが分かる。その他. 3100bO3. の系統式のデータを使用した結巣につい. さ1 . 0 0 E0 4. ては今後行う予定です。. ω. 時. i 100M5 0 』. z1 . 0 0 E 0 6. 1 . 0 0 E 0 7 o. ¥ P. 5Neutron nergy(MeV)5. 2 0. 3 2Thの入射エネノレギーが Thermal Fig.12. ， 5MeVの即発中性子スベクトノレ 2MeV. -7 9-.
(10) 付録 2. 233U の 即 発 中 性 子 ス ペ ク ト ル の 計 算. 小島亘. 〔目的). 233U. はトリウムサイクルによって人工的にできる核種である。生成方法は. lTh(n，r)吋 2 3 2. 大きいため、中性子が効率よく使え、熱中性子炉で増殖が可能である 即発中性子スペクトルをマルチモード解析の方法で計算する. o. o. 今回はその. 233U の. その際にモード分岐比デー. タ と し て WangHu.chengと J .Gaiyの Ph.D論 文 の デ ー タ を 用 い た 場 合 の 結 果 を 比 較 す る o 〔方法〕. 今 回 の 研 究 で は 、 入 射 中 性 子 エ ネ ル ギ ー En=Q(Therma l ) ， 1.4MeV， 4.1MeV に お け. る 、 計 算 評 価 を 試 み た o 中 性 子 ス ベ ク ト ル の 計 算 に は 、 改 良 型 Madland.Nix モデノレに基 づ く 計 算 コ ー ド FISPEK-Oを 用 い て 計 算 を し た 。 ま ず 始 め に 核 分 裂 片 質 量 を 求 め る に あ た. i v e .Gaussian公 式 で 質 量 分 布 の 計 算 を 行 っ た o 次 に 全 解 放 エ ネ ル ギ ー を 求 め る に あ り 、 F たり、モードごとの. Q値 を 出 し た 。 ま た 、 各 モ ー ド の 軽 ・ 重 分 裂 片 に 対 す る 、 逆 過 程 断 面. 積 、 準 位 密 度 パ ラ メ ー 夕 、 TKE ( T o t a lK i n e t i cEnergy) を そ れ ぞ れ 計 算 コ ー ド ELIESE.. E 、 IGNA3、 TKE(Ohsawa'sS ystematics)で 算 出 し た o こ れ ら の 計 算 で 得 ら れ た 全 て の 値 を利用して、 FISPEK.Oに 値 を 入 れ て 、 各 モ ー ド の 即 発 中 性 子 ス ペ ク ト ノ レ を 計 算 す る 。 そ のモード別スペクトルを、モード分岐比とそのモードにおける平均中性子数の積を重率と して合成する. o. こ れ に よ り 得 ら れ た 値 を グ ラ フ に し て 考 察 を す る o ここで、 WangHu-cheng. と J.Galy の 分 岐 比 の デ ー タ が 異 な る た め 値 を 変 え て 同 じ よ う に 計 算 を し て 、 そ れ ら に つ いて考察をする。 〔結果〕. ∞. 1 . ぽb. モードごとの比較では. Standardl、 Standard2、 Superlongの 順にスベクトルが硬化しているのが分 かった。これは、核分裂の全励起エネル. 3 P 1 . 似壬-01. 一 一. 1 4 I ' v B V. 2. -・ー官B1TB 1. ω. ¥、. と : ，1 . 1 α E0 2一 一一 ω 山. ギーが. Standardl 、 Standard2 、. Superlongの 順 に 大 き く な る た め で あ る 。. c o い ぢ1. 似 刊3 ω. 1. 図 Iは、 Wang Hu・cheng に よ る 入 射 エ. Z. ネ ル ギ ー En=O(ThermaI )MeV、1.4MeV、. ち1. α 1日 4. 4.1MeV に お け る 即 発 中 性 子 ス ペ ク ト ル. A. の合成した図である. o. この図から入射エ. ネルギーの値が大きくなっていくに従 いスペクトルが硬化していることが分 かる. o. L. ω 酬. ~. z. 1 附. 5. 1 . 1 αE O O. o. J.Galyの デ ー タ を 用 い た 場 合 に つ. いては、今後計算する予定です。. 5 1 0 1 5 地Jtroo 缶ler~ベfveV). 2 0. F i g . l233む の 中 性 子 の 入 射 エ ネ ル ギ ー が Thermal、1.4、4.1MeVの 邸 発 中 性 子 ス ベ ク ト ノ レ - 8 0-.
(11) 近畿大学原子力研究所年報. Vo l .4 0( 2 0 0 3 ). 放射線に対する胎仔期マウスの突然変異応答 松本圭輔 香川陽一. 〔緒言〕動物の胎仔期は放射線感受性が高いといわれている。ただし、これは奇形や胎内死亡についての ことで、突然変異についてはほとんどわかっていない。本研究は、胎仔期と出生後マウスを用いて、この 点を明らか l こするために行ったo 驚いたことに、低線量率の放射線の変異原性に対して、胎イ子期マウスは 抵抗性であることを示す証拠が得られた。 〔材料と方法〕小腸上皮細胞の膜表面における特殊な糖鎖 ( 7 γマ メ レ ク チ ン の レ セ7・ p 】)の発現を支配している D l b 1a)を突然変異検出系として用いた白このマウスの胎齢 1 0 . 5 遺伝子のヘテロマウス(遺伝子型、 D l b 1b/ . . . . . . . . 1 3 . 5日あるいは 1 3 . 5 . . . . . . . . 1 7 . 5日の 4日間、線量率 5 0 c G y / : 凶 nの X線を毎日定刻に 5 0cGy照射した。放 射線の致死効果に比較的抵抗性の出生後マウスに対しては、 2週齢あるいは 4週齢時に同じ線量率の X線 を 2Gy一括照射した。低線量率照射実験では、胎齢 1 0 . 5日のヘテロマウスに対して、 Cs・1 3 7 γ 線を線量 率 3mGy/minで 2Gy照射した。いずれの被ばくマウスからも、 10週齢時に、小腸空腸部のホノレマリン固 定・展開標本を得た。この標本を定法に従って処理し、糖鎖が発現している繊毛表面を茶色に染めて突然 変異検定用の標本を作成した。この標本を検鏡して、繊毛の基部から頂まで続く白模様を繊毛幹細胞の Dlb-1b遺伝子の突然変異による変異クローンとして検出した。検出された変異クロ}ン数の観察した繊毛 数に対する相対比として変異クローン頻度 Fを求めた。変異クロ}ン幅の繊毛周囲長に対する相対値(クロー ンサイスサの平均値く S>とF の積として突然変異頻度 ( 1 : 細胞)fを求めた。 〔結果と考察〕. 高線量率 X 線に対して胎仔期マウスは出生後マウスとほぼ同じ頻度で突然変異をもたら. し、胎仔期は、突然変異の誘発に関して、格別に高感受性ではないことが明らかになった(図 1)ロむしろ、 低線量率の γ線照射に対して、胎仔初期のマウスは対照レベル以上の頻度で突然変異をもたらさなかった ( 図1 ) 0DNA修復は完壁ではないので、これにはアポトーシスによる前変異細胞の除去が関わっている と考え、急逮、放射線によるアポト}シスに必須な遺伝子 p58 の欠損へテロの突然変異検出用マウス p58(+/ー);Dlb-1b/ D l b1a を作成して、同様な低線量率照射実験を行った。予想に反して、このマウスで 圃. も突然変異の有意な誘発は認められず、アポトーシスによる突然変異抑制の証拠は得られなかった(表 1。 ) しかし、遺伝的背景の異なるマウスでも突然変異応答ゼロの結果が得られたことは重要であると思われる。. 表1 .胎齢 1 0 . 5日のp53(+/ ー)マウスに対する低線量率 y線 2Gy 照射による突然変異頻度(/細胞に F ~可. N. 制. 迫 要 ~15. 側 援 部 く. r低線量率 γ線2Gy. ~l→ 。. 1 0 . 5. 対照. 1 3 . 5. 一 一 一. 1 1 -. く. S>. fx1 05. 対照群 188020. 3 . 0 7. 0 . 1 8. . 7 5 . 5土 0. 照射群 124049. 2 . 9 8. 0 . 1 9. . 9 5 . 8土 0. N， 総繊毛数 ;F ， 変異クローン頻度;く S>. 平均クローンサイズ. 1 7 . 5' ' 2 四 品 口 む. 胎齢(日) 出生後週齢 図1.放射線照射による突然変異頻度. FX10".
(12) 付録 2. 放射線照射した大腸菌の液体保持回復に及ぼす カフェイン処理の影響 志村真彦 [緒言]液体保持回復 (LiquidHoldingRecovery:LHR)とは、大腸菌に放射線を照射した後、 分裂出来ないような液体中に保持しておくと生存率が上昇する現象である o この回復現象 は除去修復を反映していることが知られている o 本研究では、除去修復を阻害するカフェ イン ( C A )処 理 が 大 腸 菌 の LHRにどのような影響を及ぼすかを調べた白. u v r A +r e c A )の 大 腸 菌 株 を 用 い た o LB培 養 液 中 で 一 [実験]実験では、主に組換え修復欠損 ( 晩培養した大腸菌を、 30分の遠心分離で洗浄し、生理食塩水で希釈して 60分開放置した後、 紫 外 線 あ る い は X 線 の 照 射 実 験 に 用 い た 。 紫 外 線 は 線 量 率 O.lJ/rrf/sec、 X 線 は 線 量 率 5.5Gy/minで 照 射 し た o それぞれの線量率の測定には UVX-25セ ン サ 一 、 フ リ ッ ケ 線 量 計 を. 用 い た 。 放 射 線 照 射 直 後 、 菌 を CAが含まれていない CA(一)生理食塩水あるいは 0.2刊の CA を含む CA(+)生理食塩水に移し、液体保持を開始した。その後、 30 分 毎 に 菌 を 保 持 液 か ら 一 ) の LB寒 天 培 地 あ る い は 0.25%の CAを含む CA(+)LB寒 天 培 地 に 蒔 い た o これ 回収し、 CA( らの培地を一晩培養した後、コロニ}数を測定した。生存率は、非照射群の平均コロニー 数(/培地)に対する照射群の平均コロニー数(/培地)の相対値として求めた o [結果と考察]図 1に示すように、 0 . 7 J / r r lの 紫 外 線 を 照 射 し た 直 後 、 菌 を CA(+)LB寒 天 培 地 に蒔くと、 CA(一 )LB寒 天 培 地 に 蒔 い た 場 合 と 比 べ 生 存 率 は 1000倍 低 下 し た 。 こ れ は 寒 天 に 、 CA(ー ) 含まれている CAが 除 去 修 復 を 限 害 し た 結 果 と 考 え ら れ る 。 紫 外 線 照 射 後 か ら 60分 液 で 液 体 保 持 し た 後 CA(+)LB 寒 天 培 地 に 蒔 い た 菌 の 生 存 率 は 、 液 体 保 持 し な か っ た 場 合 と 比べ 100 倍 高 値 を 示 し た o しかし、図 2に示すように CA(+)保持液では紫外線照射後から 60分経っても LHRは起こらなかった。 X線照射では CA(ー ) 、 CA(+)の ど ち ら の 保 持 液 で も LHR. は見られなかった。これらの結果より、 LHR は u v r A +遺 伝 子 が も っ 除 去 修 復 能 力 を 反 映 し て. u v r A +r e c A + )では LHR は ほ と ん ど 見 ら れ な か っ た 。 こ いると証明できる。しかし、野生株 ( の 結 果 か ら 、 用 い た 組 換 え 修 復 欠 損 株 は 修 復 経 路 が 除 去 修 復 の み な の で LHR が 顕 著 に 表 れ たと考えられる。 CA(-)培地 1. 1. 時. l O. l O. 時ーの. 叫 、 ー2 1. 510. 詰ぱ.. 1 0. 1 0t. 1 0. 1 0. 一一-! t. o. 30. 60. 90. 1 2 0. 1 5 0. 液体保持時間(分). o. 30. * 60. CA(+)培地 *一寸一一宮 90. 1 2 0. 液体保持時間(分). ー)液体保持後の CA 培地中の 図1.CA( 効果(紫外線0.7J/rd照射). .CA(+)液体保持後の CA 培地中の 図2 効果(紫外線O .7J/ぽ照射). - 8 2-. 1 5 0.
(13) Vo l .4 0( 2 0 0 3 ). 近畿大学原子力研究所年報. 二十日大根種子の成長に及ぼす放射線の影響 橋本雄貴 〔 目. 的〕植物において、放射線は低線量域で成長促進をもたらし、高線量域で線量依存的. に成長抑制効果を示すことが古くから知られている。本研究は、二十日大根の種子に対して X線 あるいは原子炉放射線を照射して、葉の成長に関して、これらの効果の発現を調べることを目的 とした。 〔材料・方法〕実験には「赤丸二十日大根 J (トーホク社製)の種子を、乾燥状態あるいは 24時 間浸水させた後、使用した。. x線照射実験では、これら 2つの状態の種子に線量 50'"'"'200Gyを線. 量率 0.95Gy/minで照射した o X線照射は目立メディコ社製の X線発生装置を用い、 140kV 、4 mA の作動条件で O.5mmのAlフィルターをかけて行った。原子炉放射線の照射は、近畿大学炉の照 射場で、浸水種子に対して行った。照射後、種子を種まき培土(セントラルグリーン社製)に播 種し、グリーンハウスで約 40日間栽培した後、収穫した植物体の第一本葉の葉柄基部から葉身 先端までの長さ(以下、葉長)を測定した。照射区の葉長の対照区に対する相対値を、放射線照 射の成長に対する影響の指標とした。 〔結果・考察〕乾燥種子照射実験では、 100Gyと 150Gyの照射区でわずかに対照区に比べ葉長 の増加が、また 200Gyの照射区で低下の傾向が認められた(図 1)。図 1の線量効果曲線より、 成長抑制効果の関値は 170Gy と推定された。浸水種子照射では、抑制効果の関値は 50Gyで 、. 100Gy照射で葉長の対照に対する相対値は 50%まで低下したが、 200Gy照射でもこの 50%レベ ル以下に大きく低下しなかった(図 2)。関値の比較から、乾燥種子は浸水種子に比べて約 4倍放 射線抵抗であることがわかった。. x線などの低 LET放射線の生物作用は主に水の放射線分解によ. るものであり、抵抗性の主な原因は、乾燥種子の低い含水量にあると思われる。炉照射における 浸水種子照射の場合、1.26Gyと 2.52Gy照射のいずれでも対照区に比べわずかな葉長の増加が認 められた(図 3)。図 3より外挿して成長抑制効果の関値を求めると約 3.2Gy となり、 X線に対 する原子炉中性子の RBE値は約 30となった o いずれの場合も統計的に有意ではないが、 X線と 原子炉放射線の異なる放射線で異なる状態の種子を用いて葉長の増加傾向が認められ、原子炉放 射線ではその効果が大きかったことは、放射線の成長促進効果は二十日大根でも起きうることを 示唆する。 . t 1 1 . 4. 1 . 1 1 . 4 1 . . 2 製 1. 襲u1. aae. i. 罵悦. 1. *. 卑倒. 議 ご. 蝋ω -0.4. 1 . 4 1 . . 2. 0 . '. 向. 0 4 02. 也 君. 鈎. 1 C l O. 1 5 0. 2 C l O. 線量 (0y) 留1.乾煉種子に対する X線線型による. 第一本離に及 i ます影響. o. 50ω1SO. 締. 捺量 (Gy) 臨2 .提氷種子に対する X線照射による. 第一本業に及i ます髭響. -8 3-. e o. U. U 2 線量(Gy). U. 関3 . 浸水種子に対する原子炉照射による. 第一本業に及ぼす影響. 3.
(14) 付録 2. 初等・中等教育におけるエネルギー教育の現状 大谷かおる 【はじめに】今日、世界は、化石燃料の枯渇に伴う代替エネルギーの選択と地球温暖化などの環境問題 への取り組みという 2つの大きな問題に直面している。この問題の解決として、国は「新エネルギーの 開発 J r 省エネルギーの奨励 Jr 原子力の推進 Jの 3つの政策が必要と考えている。この提唱は将来にわ たり我々国民に課せられた大きな課題である口そのため将来を担うこれからの子供たちに初等・中等教 育の場で、エネルギー・環境諸問題をしっかり教育し、考えさせることが重要である。 そこで、現在小・中・高等学校で、行っているエネルギー教育の現状について教科書を中心に調べ、ま た今後どのように展開すべきか検討することを目的とした。 【調査方法】現在、日本の小・中・高等学校で使用されている教科書は文部科学省で公示する「学習指 導要領 Jにより学習内容項目やその内容が規定されているが、内容の濃淡については教科書によって 様々である。今回広く採択されている代表的な 3社の小・中学校理科および 6社の高等学校物理(1A •. 1B • l l ) の教科書におけるエネルギー教育の現状について以下のことを調査した。 ①. 学習指導要領の項目に沿って、各教科書で、のエネルギー教育の取り扱いについて. ②. 教科書における原子力に関する記述内容. 【初等・中等教育におけるエネルギー教育の現状】中学校理科(1分野)では、「科学技術と人間 J の 中の「エネルギー資源J という項目で 4~6 ページほど取り扱われていた。その中で原子力については. 数行ほどの記載しかなく、内容も例えば「原子炉では、核分裂してできた有害な放射性物質が核燃料の 中にたまる。それが外にもれると、人体や農作物に被害が出るおそれがある。 J など原子力に対し必要 以上の恐怖心を与えるような表現などもあり、中立的であるべき教科書が著者の原子力に対する個人的 な考え方が見え隠れするものもあった。中には原子力発電所の図が掲載され、中立的立場で解説された ものもあり、いずれにせよその量は図を含め半ページほどでしかなかった。 高等学校では物理 IAと IBで「放射能及び原子力の利用とその安全性J を取り扱うよう指導されて おり、その内容は IAでは「エネルギーと生活」の中の「太陽エネルギーと原子力 Jで放射線と放射能 の違い・核分裂・核融合・半減期などが取り上げられており、 1Bでは「電流と電子J の中の「電子と 原子」で取り扱われており、さらに放射線の種類・単位・検出器などが詳しく記載されていた。物理 H では「原子と原子核J の中の「原子の構造J でかなり掘り進んだ記載となっていた。しかし、出版社に よってその取り扱い内容に大きな差があった。 【エネノレギー教育への今後の期待】初等教育の場においては、教科書を使用するものの授業内容は教諭 の采配に任されているため子供たちに与える影響も様々である。偏見の少ない教育を行うためには、総 合的学習の時間をうまく利用し、教諭は子供たちの考えを導く立場を取り、子供たちが自ら考え、自ら 答えを出すことが必要ではなし、かと考える。高等学校では、内容の濃淡はあるが、かなり詳しく中立的 に記載されており、きちんと教えれば原子力もある程度理解され、何が怖くて何が怖くないか判断でき る子供たちが育つであろうと確信した。しかし、現状はゆとり教育や週休 2日制による授業時間数削減 などから、多くの学校で取り扱っていないようである。エネルギー教育のさらなる充実が必要だと思う。. - 8 4-.
(15) Vo l .4 0( 2 0 0 3 ). 近畿大学原子力研究所年報. 熱中性子用高精度位置感応型比例計数管の応答特性 坂井. 淳. 柴田邦雄 {目的】パックガモン法に基づく高気圧仕様の熱中性子用位置感応型比例言十数管 ( P S P C ) の開. .72mm(FWHM)の 高 位 置 分 解 能 を 達 成 し た が 、 実 験 遂 行 中 に 測 定 条 件 発を行っている o 昨年度は 0 (ガス圧、芯線電圧)によっては、ガス増幅率が高いイベントに対する位置ピークが左右に分 裂 し 2 重ピークを形成するという興味深い現象を発見した(先割れ現象)。本年度は、(1)新し く 導 入 し た List モ ー ド デ ー タ 収 集 装 置 ( M P A 3 ) の基本性能調査、及び ( 2 ) 上記先割れ現象の 機構解明に向けて努力した。 【方法】(1) MPA-3 は List デ ー タ 収 集 中 に オ ン ラ イ ン で 加 算 、 割 算 等 の 演 算 結 果 の ス ベ ク ト ル の表示も可能であるため、その表示機能の性能、正確性を調査した。 Pulser を使用して 2 "'4 個 の信号を 4 入 力 ADC に入力し、同時計数を模擬して List データを収集した。 MPA-3 は時系列デ ータも収集可能なため、強制的にタイムスタンプ情報を Listデータストリームに挿入してくる。 このため List デ ー タ 構 造 が 複 雑 と な る が lバ イ ト づ っ 1 6 進 数 や ア ス キ ー E コードに変換し、 データ構造を丹念に調査した。. ( 2 ) 近 大 原 子 炉 炉 頂 部 で 得 ら れ る 熱 中 性 子 束 (-1 0 4 n /cm2s e c ). を利用して実験を行った。アルミ製の入射窓(厚み 1 .0mm) を PSPC に 取 り 付 け 、 そ の 内 側 に 酸. B、 9 0 .4引 を 薄 く 膜 状 に 塗 布 し た 。 主 と し て Ar+10覧CH4を計数ガスとして用いた。 化ボロン(lO 5kV ま で の 高 電 圧 を 芯 線 に 与 え 、 ガ ス 圧 を 約 1--6 気 圧 ま で 変 化 さ せ て 、 特 に 制 限 比 例 領 域 で の PSPCの応答特性を調査した。 【結果】(1) MPA-3 の List構造の詳細を解明し、 1次元、 2次元スベクトル形成のためのプログ ラ ム を 作 成 す る こ と が で き た 。 更 に 2 入 力 信 号 の 場 合 、 両 方 あ る い は 片 方 が ADC ディスクリ以. ( 2 ) ボ ロ ン 薄 膜 か ら 放 出 さ れ る α、 7 L i は薄. 下の場合に通常でない応答をすることが判った。. 膜 に よ る エ ネ ル ギ ー ロ ス に よ り そ れ ぞ れ 約 1 .5MeV、 0.8MeV ま で の 連 続 分 布 と な る o エネルギー. L i は計数ガス中での飛程も長くなるが、この飛程の大小により初期電離による(初 の 高 い α、 7 期)電子雲密度も大きく変化する。制限比例領域特有の強い空間電荷効果により電子雲密度の 変化が芯線近傍での電子雪崩形成に影響を与え、先割れ現象が発生すると理解された。 3 5 0. ︿. m+︿. s ω. 一山. ω ﹀ ぽ ω x ω. M m w a E S Zw c g w m h o. ω }. 1 0 0. 5 0 300ω500. 6 0 0. ∞. 7 '. Ct 羽n n e lNumber. POSITION P ( A I ( A ゃB ) ). 鴎 1.. MPA. 一 . 欄. 翻2 .. m 叩. 先 溺 れ 現 象 の 1例. 8 0 0. Fhu. o o.
(16) 付録 2. 逆動特性法による制御棒反応度価値曲線の測定. 中居巧介 小阪基哲. 【 序 論 】 近 畿 大 学 原 子 炉 で は 、 調 整 棒 と シ ム 安 全 棒 の 2本 の 制 御 棒 に よ り 反 応 度 制 御 が 行 われる. o. 前者の調整棒の反応度価値曲線(ストロークカーブ)は正ペリオド法により求め. られるが、後者のシム安全棒については測定することが出来ないo これは、シム安全棒の 反応度価値が調整棒の約 4 .5倍 と 大 き な 反 応 度 価 値 を 有 す る た め で あ る o 本 研 究 で は 、 逆 動 特 性 (Inverse kinetics)法 に よ り こ れ ら 制 御 棒 の 反 応 度 価 値 曲 線 を 決 定 し 、 安 全 評 価 上 重要な反応度付加率比を求める o 【実験及び解析方法】シム安全棒又は調整棒を臨界状態から全ストロークにわたって挿入 又は引抜き、その時の線形出力計(ピコアンメータ)信号の時系列データを記録装置(ウ ェーブフォームアナライザ)に収録する o 実験終了後、データを記録装置からパソコンに 移し反応度解析を行う. o. 解 析 で は 、 線 形 出 力 計 時 系 列 デ ー タ を 1点 炉 近 似 動 特 性 方 程 式 の. 中性子密度として入力し、原子炉反応度を逆算する o この原子炉反応度の時間変化から制 御棒の反応度価値曲線を決定したo 【解析結果】 F i g .1及 び Fig.2に 、 シ ム 安 全 棒 及 び 調 整 棒 の 反 応 度 価 値 曲 線 を そ れ ぞ れ 示 す 。 こ れ ら の 曲 線 は 典 型 的 な S字 カ ー ブ を 描 き 、 そ の 勾 配 は 制 御 棒 位 置 50%程 度 で 最 大 と なる o こ れ ら 反 応 度 価 値 曲 線 の 微 分 か ら 微 分 反 応 度 価 値 曲 線 を 求 め 、 最 大 値 と 平 均 値 の 比 か ら 反 応 度 付 加 率 比 を 算 出 し た o シ ム 安 全 棒 及 び 調 整 棒 の 反 応 度 付 加 率 比 は 、 ほ ぼ 1 .6と なった o 0 . 7. 0 . 2. 0 . 6 0 . 1 5. u. 4. @)堀田唱悩世凶 HQ. 自H朝 両. a骨 ・. 州事恩樹蛍凶一 q. mW). o. 圃. 0 . 1. 0 . 慌. o. m. 嶋 卸. 1 0 0. 0. m. 相 船 部. シム安全棒位置(%). 調整機位置(%). F i g . 1 シム安全棒の反応度価値曲線. F i g . 2 商整棒の反応度価値曲線. - 86 -. 1 0 0.
(17) Vol . 40 ( 2 003 ). 近畿大学原子力研究所年報. 三朝周辺地域における. 222Rn 濃 度 お よ び 環 境 線 量 率 分 布. 竹村貴志. 【目的】近年、欧米で住宅の気密化、地下室の利用など環境条件によって過剰な被ぱくを受 け る 可 能 性 が 問 題 と な り 、 IAEA(国 際 原 子 力 機 関 ) で も こ れ ら 国 際 的 な 研 究 が 取 り 上 げ ら れ 、 計画されている. o. 日本では平均的には、世界に比較して低い方であるが、高レベル地域であ. る三朝温泉地域等について空気中および水中ラドン濃度の測定を、対照地域として東大阪 市を選び、ピコラド法により測定を行い濃度および経時変動について考察した o また、三朝周 辺地域についてはルクセルバッジ(光刺激ルミネセンス線量計)により環境線量率を測定し、 2~2 Rn 濃度および線量率の相関について検討を行ったので報告する o. 【方法】空気中のラドンが、活性炭に吸着しやすいという性質を利用して、ピコラド検出器を. 24 時 間 測 定 地 点 に 設 置 し 、 捕 集 を 行 っ た 後 、 液 体 シ ン チ レ ー タ 溶 液 (INSTA-FLUOR)を 10n11添 加 す る 。 ま た 水 中 の ラ ド ン は 、 液 体 シ ン チ レ ー タ 溶 液 (OPTI-FLUOR)1 0 1 u 1入 り の バ イアル瓶に試料水 1 01U1を 添 加 し 、 い ず れ の 場 合 も 振 と う 後 24時 間 溶 出 後 、 液 体 シ ン チ レ ー ションスペクトロメータにより αお よ び. S放 射 能 を 測 定 す る o ル ク セ ル バ ッ ジ は 3個 1組とし、屋. 内 お よ び 屋 外 の 地 表 面 よ り 1mに 約 5ヶ 月 間 設 置 し 、 回 収 後 、 長 瀬 ラ ン ダ ウ ア 社 に て 測 定 を 委託し、線量率を計算したo 【結果】 ① 2002 年 1年 間 の 三 朝 温 泉 地 域 の 民 家 に お け る ラ ド ン 濃 度 は 、 対 照 地 域 で あ る 東. .7倍 、 屋 内 で 約 8.3倍 で あ っ た 。 屋 内 で は 、 2階よりも 1階、 大阪市と比較すると、屋外で約 4 さらに浴室のラドン濃度が高くなっている。この民家の浴室が地下にあり、温泉水を利用して いるので、その影響を大きく受けているものと考えられる。②三朝温泉地域の民家での屋内ラ ド ン 濃 度 の 経 時 変 動 は 、 過 去 8年 間 毎 年 夏 は 低 く 、 冬 に 高 く な る と い う 同 じ 傾 向 を 示 し て い る ロ これは夏の暑い時期は扉や窓を開放し、屋外の低濃度の空気が屋内に流入し、冬は扉や 窓を閉めきっているので屋内のラドン濃度は高くなり換気が大きく影響していると考えられる o ③三朝周辺地域において環境線量率の測定を行った結果を図に示したD 測定点は、地区最 高. 10 軒 の 平 均 線 量 率 で 比. F. 一一. 較したもので、屋内および屋 外 線 量 率 の 比 は ほ ぼ 1で、若 干屋外線量率が高かった. o. 三 徳 、 地 区 の 0.08μSv/hを 除 いて対照地域より. 0.084. ， . . . ;. 0.11μSv/h と 高 い 結 果 が 得 られた. o. 花筒岩地域の線量. 率が火山岩地域の線量率よ りも高く、 2002 年 ま で に 測 定 した三朝周辺地域の空気中 ラドン濃度とよく似た傾向が 得られた o. 図三朝周辺地嫌における環境線量率分布. j .---~ -，，; I: re陶怨媛. 亡二二コ第三調書及び火山筆頭. 円. i. n o.
(18) 付録 2. 岡山県上驚原村及び三朝温泉における. 222Rn 濃 度 の 変 動 分 布. 前田泰宏 [目的] 2 000 年 の 国 連 科 学 委 員 会 に よ る と 、 人 が 一 年 間 に 被 ば く す る 放 射 線 量 は 、 世 界 平 均 2.4mSvで 、 そ の う ち 半 分 が ラ ド ン な ど の 吸 入 に よ る 内 部 被 ば く で あ る と 報 告 さ れ て い. 2 2 R n( ラ ド ン ) は ウ ラ ン 系 列 に 属 す る 自 然 放 射 性 核 種 で あ り 、 土 壌 中 の 2 2 6 R a る。空気中の 2 が α崩 壊 し て 生 じ た も の で 、 最 終 的 に は 安 定 し た 2 0 6 P b となる。この崩壊系列の中で唯一 の気体のラドンは、崩壊生成核種のエアロゾノレとして空気中等に存在している o 今回、鳥 取県三朝温泉より人形峠を越え、南に位置する岡山県上斎原村における環境放射能調査及 び世界でも有数のラドン含有量を誇る鳥取県三朝温泉地域のラドン濃度を静電法、ピコラ ド法及びカップ式ラドン・トロンモニタなどの測定法により比較、検討を行った。 [方法]活性炭捕集によるピコラド法は、検出器が小さく捕集も容易で、簡単な測定で、同 時に多数測定が可能である。飛跡検出フィノレムとして、硝酸セルロース(コダック社製. LR-115 type2) を 用 い た カ ッ プ 法 は 、 直 径 50mmの 半 球 状 の ス テ ン レ ス 製 で 、 静 電 捕 集 法 は、 A 10ka社 製 GS-201Bを 使 用 し 、 約 3ヶ 月 以 上 設 置 し 、 回 収 し た LR-115は 2 .5NNaOH溶. 0C、 1 6 0分 間 エ ッ チ ン グ 後 、 光 学 顕 微 鏡 を 用 い て 計 測 し 、 平 均 ラ ド ン 濃 度 を 算 出 液で、 6 0. した o [結果]① 2 002年 8月 に 岡 山 県 上 積 原 村 に お い て 、 ピ コ ラ ド 法 に よ り 測 定 し た 水 中 ラ ド ン 濃度及びシンチレーションサーベイメータによる環境線量率の測定結果を図に示したD こ. 1 3 2 B q / lと、この地域では高い 2 2 2 R n濃 度 を 示 し 、 日 本 温 泉法の定める放射能泉のラドン濃度 7 4 B q / 1以 上 で あ る こ と か ら 、 鉱 泉 に 分 類 さ れ る 。 こ の ほかに中津河堆積場近くの湧水 5 8B q / 1、 人 形 峠 ト ン ネ ル の 湧 水 2 5B q / l、 霧 ヶ l 峰の湧水 1 3B q / 1を 示 し た o γ 線 量 率 0 . 0 5 ' " ' " ' 0 . 1 0 μS v / hと パ ッ ク グ ラ ウ ン ド レ ベ ル で 対 照 地 域 と 同. れによると、赤和瀬の井戸水が. レベルであった。②岡山県人形峠付近の地質図と比較すると、水中ラドン濃度の高かった 赤和瀬、中津河の地区が花 樹岩層にあり若干高い傾向 を示した。③役場付近の空 気中ラドン濃度はサンプル. 圃.環境線量率 ( x1 / 5 0 0 )( 凶v / h ) 1 I 口水中ラドン濃度 ( B q / I ). IJ. II Ir. 数が少なかったが、換気状 態のよい場所であったので、 対照地域と同じパックグラ ワンドレベルであったo ④ 加茂町. 9 三朝温泉地域ついては、 1 ' " " ' '2 002年 9月ま 9 8年 3月 で の 5年 間 の ラ ド ン 濃 度 を 、 口 臭j寧温東. ピコラド法、カップ法及び. 大釣温~. 静電捕集法により、調査し その結果の比較、検討を行った。. 図岡山県上競原村における環境放射能額査結果. -8 8-.
(19) Vo l . 40 ( 2 0 0 3 ). 近畿大学原子力研究所年報. 自然環境中の. ，. 238U 232Th. および崩壊生成核種の挙動と分布 野尻省五. [目的】自然放射線より公衆が受ける年間被ばく線量は、世界平均で 2 .4mSv と 報 告 さ れ て. 2 2 R n とその崩壊生成核種によるもので、生活環境における自然放射線 いる。その半分は 2 被ばくの最も大きな要因である。 2 3 8 U が α、. 3崩 壊 を 繰 り 返 し 、 こ の 崩 壊 系 列 中 で 唯 一 の. 気体元素である 2 2 2 R n、 最 終 的 に は 安 定 な 2 0 6 P bとなる。土壌中にはウランやトリウム等の 鉱物が広く分布しており、地殻内のラジウムの崩壊によって生じたラドンが、地表面から. 2 2 R nは 、 3 .8 日 の 半 減 期 で 崩 壊 し 、 そ の 結 果 生 じ る 崩 壊 生 成 核 種 と 共 大気中へ拡散する。 2 に大気中の微粒子に付着して浮遊している o 今までラドン濃度を測定してきた、有名な温 泉 周 辺 地 域 と 人 形 峠 付 近 で 採 取 し た 土 壌 を Ge 半 導 体 を 検 出 器 と し た 多 重 波 高 分 析 器 を 用 いて γ 線 核 種 分 析 を 行 い 、 東 大 阪 市 を 対 照 地 域 と し て 検 討 を 行 っ た 。 【方法】土壌中の γ 放 射 性 核 種 濃 度 の 測 定 は 、 採 取 し た 試 料 を 乾 燥 細 土 と し た 後 、 Ge( IN T ) 半 導 体 検 出 器 を 用 い た γ 線 ス ベ ク ト ロ メ ー タ で 測 定 を 行 い 、 得 ら れ た γ線 エ ネ ル ギ ー ス ベ ク ト ル を NAIG社 製 NLAB-MCA2/Gammaでデータ処理し、. γ線核種分析を行った。. 【結果}三朝温泉など温泉周辺地域で採取した土壌中の自然放射性核種濃度の測定を行い、. 2 3 8 U及 び 2 3 2 T hの 代 表 的 な 崩 壊 生 成 核 種 で あ る 2 1 4 P b及 び 2 1 2 P bに つ い て の 結 果 を 表 に ま と め た 。 ( 1 ) 増 富 温 泉 周 辺 の 土 壌 の γ線 エ ネ ル ギ ー ス ベ ク ト ル か ら 検 出 さ れ た 核 種 は 、 自 然 放. 1 2Pb、2 0 K及 び 2 3 8 U、2 32 Thの崩壊生成核種である、 2 1 4 P b、2 1 4 B i、2 2 6 R a、2 0 8 T 1、 射性核種である 4 2 2 8 A c及 び 若 干 の 1 3 7 C Sで あ っ た 。 源 泉 近 く の 土 壌 に つ い て 、 2 1 2 P b濃 度 は 最 高 8780Bq/kg、 2 1 4 P bは 最 高 1680Bq/kgを 示 し 、 平 均 Th/U比 は 4 .7と Th系 列 の 濃 度 が 高 か っ た 。 温 泉 水 が 2 6 R aが吸着、堆積して、 U系 列 の 濃 度 の 高 い 土 壌 湧出している付近の土壌は、温泉水中の 2 も見られる. o. ( 2 )池 田 鉱 泉 周 辺 の 土 壌 は 、 2 1 2 P b平 均 61Bq/kg、 2 1 4 P b平 均 110Bq/kgを示し、. Th/U 比 は O .56 と U 系 列 の 濃 度 が 高 か っ た 。 泉 源 付 近 の 土 壌 で 特 に 563Bq/kg と 高 い 値 を 示 し た 所 も あ っ た o. 2 1 4 P bの平均濃度が. ( 3 )三 朝 周 辺 地 域 の 土 壌 中 の 放 射 性 核 種 濃 度 は 、. 2 1 2 P b平 均 66Bq/kg、2 1 4 P b平均 40Bq/kgと 他 の 温 泉 地 域 と 比 較 す る と 、 そ れ ほ ど 高 く は な か った。三朝周辺地域の花岡岩層及び火山岩層に. 1 2 P b及 び 2 1 4 P b濃 度 を 平 均 値 で 比 較 す ついて、 2 ると、それぞれ 2 1 2 P b 68Bq/kg、 2 1 4 P b 79Bq/kg. 浪即断 上粛原村(岡山駒. 1 ~:. .'J~.-. ~~.~. 1 ~~.!了代 :1. 1 . 5. となり、花筒岩層の 2 1 4 P bは 火 山 岩 層 の 2 .3倍. 0 . 1 1. の値を示した o ( 4 )Th/U 比 に つ い て 比 較 す る と. 1 . 6. 上斎原村、三朝周辺、池田民家は対照地域とほ. 0 . 5 6. ぼ同じ、 U及 び Thの 高 い 地 域 と 、 地 層 な ど そ の. 1 .2. 場所の環境状況によって放射性核種濃度比が大. ド I~ :I: C.~((|斗01 : I :. 2 . 4 6， . .2 0 . 4I 2 . 一 6 8， . .5 3 一5 ー. 5 )Th及 び U系 きく変動することがわかったo (. 下風百温泉他〈青森揮。. 列核種の高濃度地域に生育していた植物におけ. 東対皮市(対反防. l そI.V. . . . . ， . 引 ど. 増富畠泉. I U . I. ~ù~. .7 6、O .044と U系 列 核 種 の 摂 取 る Th/U比は、 O hよ り 高 い 結 果 が 得 ら れ た 。 が T. 人形峠. O U I ￨. 咽.-. I ~.:ー-. I u.~~. ~U.:~I. -. ~~'_. 4 . 7 0 . 4 4 1 . 9. IO .刀. _I:..~-: I v.円。~ 1 . ' : 'I0 . 0 4 1. Qd. o o.
(20) 付録 2. 修士論文 発 表 時 間 : 一 人 20 分(講演 15分、討論 5分). -9 0-.
(21) 近畿大学原子力研究所年報. Vo l .4 0( 2 0 0 3 ). 感度制御可能な固体飛跡検出器の開発 放射線計測学小口靖弘 1.はじめに 固体飛跡検出器 (SSTD) は、放射線業務従事者の被ばく線量測定、環境放射線の測定、 宇宙放射線の線量測定、フィッショントラック法による鉱物・鉱石の年代測定等幅広い分野 で使われている o これまで、 SSTD材料として使われてきた物質には、雲母等の結晶性物質、 ガラス及びポリカーボネート、硝酸セルロース、 CR-39 (A l l y ld i g l y c o lc a r b o n a t e: C12H1807) 等の高分子材料があるが、いずれも荷電粒子に対する飛跡生成のしきい値がほ ぼ固定されたものであった白 i a l l y l 近 年 、 核 分 裂 片 の よ う な 重 い 荷 電 粒 子 に 対 し て の み 感 度 を 持 つ DAP ( D. p h t h a l a t e:C14H1404) 検出器が開発された。 DAPは CR-39と任意の比率で混合させ、検 出器材料として形成させることができる白これらの共重合樹脂検出器は、 DAP と CR-39 の中間的な性質を持つことが、中性子、核分裂片及び α粒子の照射実験の結果から知られて いる o 本研究では、さまざまな混合比率の共重合検出器を調製し、重イオン加速器からの数 種類の荷電粒子で照射して、それぞれの共重合検出器の性質を明らかにすると共に、 DAP と CR-39の混合比率を調節することにより、荷電粒子に対する飛跡生成のしきい値を制御 できる検出器材料の開発を行った D. 2 . 実験材料及び実験方法 実験には、数種類の混合比率の異なる DAPと CR-39の共重合樹脂検出器を用いたロ F i g . lにそれぞれのモノマーの構造式を示すロ 樹脂成形に必要な重合時間は約 27時間であ る。それらの共重合樹脂検出器を、放射線医 学総合研究所、重粒子線がん治療装置. 、. fy 「 b-o-C叩 件Cト1 2 Fro-C HEC円. H2. D i a l l y lp h t h a l a t e(DAP)monomer. H1MAC(Heavy10nMedicalA c c e l e r a t o ri n O Chiba) 中 エ ネ ル ギ ー ビ ー ム 照 射 室 で 1 6MeV/n以下のエネルギー、又は生物照射室 O-:CH2CH2 .O-C-O-CH2CH=CH2 で 290MeV/n、500MeV/nのエネルギーの何 、CH2 ・ CH2.0-C-O-CH2"CH=CH2 1 種類かの荷電粒子で照射した。イオンは検出 O 器に垂直に入射させた。本研究では、水素、 A l l y ld i g l y c o lc a r b o n a t e( C R 3 9 )monomer ヘリウム、炭素、酸素、シリコン、アルゴン、 F i g . lTw 鉄及びキセノンイオンを用いた。照射後、 omonomersusedi nformingd e t e c t o r s 90Cの 30%KOH水溶液を用いてエッチン ・. 0. ・. n u.
(22) 付録 2. グした。エッチング後、それぞれの共重合樹脂検出器の表面を光学顕微鏡を用いて観察し、 エッチピットピットの有無を確認した。また、エッチピットが確認できたものについては、 その径を測定した。. 3 . 結果及び考察 F i g . 2に 1.26MeV/nのシリコンイオン. 。 打=182[1]) を照射し、. ( z. 60分間エッチングし. た後の共重合樹脂検出器表面に形成されたエッチピットの顕微鏡写真を示す。この図から、 全ての共重合樹脂に対して同じエッチング条件を採用した場合、 DAPの混合比率が増加す ると共にエッチピットの径が減少していることが分かる o このイオンの場合、全ての混合比 率の共重合樹脂検出器でシリコンイオンによる飛跡を形成した。 しかしながら、 DAPの混合比率が 50%、60%、70%又は 80%以上の共重合樹脂検出器は、 2 2 2/ LET .24X103 MeVcm g以 .07X103又は l w a t eJ2]が、それぞれ、 4.25X10、7.66X10、 l 下の荷電粒子の飛跡を記録しなかった。この結果から、各々の混合比率の共重合樹脂検出器. は上記の LETwater付近に飛跡生成のしきい値が存在することが分かつた。以上のことから、 DAPと C R 3 9の混合比率を調整することにより飛跡生成のしきい値を制御できることが可. 能になった。. .. 島z. ・. •. . 、. τ =. b. ，. e. ••. T.. 薗. ‘p. 噌.. 静 '. ーや. ... •. i j. . ・ ー. 句 官. . 、. -. e. ，. 句 .. " ゐ. DAP:0%. 10%. 25%. 50%. 75%. 90%. ・ w. 100%. F i g . 2 E t c h p i t sont h ed e t e c t o r si r r a d i a t e dwiths i l i c o ni o n s( 1 .26MeV/n， Z Is=182， 大. L E T w a t e r = 2 . 2 8x1 0MeVcm/ g )ande t c h e dwith30%KOHs o l u t i o na t90C f o r60l n i n . 4. 2. 0. この検出器を用いることにより、選択的に荷電粒子を検出することができることから、 宇宙空間での超重核探査実験や被ばく線量測定に適用可能な新しい検出器材料としての応 用が期待される. D. また、 2種類の検出器材料を混合することにより、検出器の飛跡生成しき. い値を制御できるという結果は、 DAP、C R 3 9だけでなく、これまで SSTDとして用いら れてきた材料の組成を組み合わせることにより様々な検出感度を持った SSTD を調製でき る可能性を示した。 [ 1 ]Z*=Z [ 1 -exp(1 3 0 s Z-2/ 3 ) ] :有効電荷、 Z:イオン電荷、 β=ν/c:イオンの速度/光速度. 、 川 帆 ¥ [ 凶 幻 2 ]LET w この研究は放医研重粒子がん線治療装置の共同利用の一環として行われた(実験番号 :NIRS-HlMAC1 3 勾 p 1 日1 5 ω )。. 円ノ臼. Qd.
(23) Vo l .4 0( 2 0 0 3 ). 近畿大学原子力研究所年報. 3検出器開スペクトル比法による 加速器駆動炉未臨界度評価法の理論的検討 守屋嘉則. 原子核工学. 1 . 序論 加速器駆動炉の安全性のため、未臨界度モニタリングは重要事項である。核燃料施設の 未臨界度モニタリング法として J .T.Mihalczoによりスペクトル比法が提案され、現在まで さまざまな研究が行われてきた。ここでのスベクトノレ比は 2 本の中性子検出器と 1本の Cf-252 入り電離箱の出力信号パワースペクトル密度の比で、ある、この方法の利点はムk/ k の単位で未臨界度が得られる。データのフィッティング等の処理を必要としない、低周波 数域のスペクトル比の採用により空間依存性を回避できる等があげられる。本研究では、 加速器駆動炉の未臨界度モニタリングに適用し得るスペクトル比を定式化し、 1次元円筒 体系に対してこのスペクトル比を計算し、スベクトル比法の適用性を理論的に検討する o 2. 未臨界度評価法 Mihalczoのスペクトル比法では Cf-252入り A c c e l e r a t o r 電離箱の出力信号を源情報として得るが、加速 器駆動炉では投入陽子ビームの電流計信号を 利用し、電流計出力信号と中性子検出器#1、 #2( F i g . 1参照)聞のパワースペクトル密度か らスペクトル比を作る。ただし、加速器駆動炉 の場合、陽子ビームの時間波形はパルス状ある いは複雑な周期関数に従う場合が考えられる。 この点を、スペクトル比を ( 1 )式のように定義す s u b c r i t i c a lCore ることにより回避する。 φυ(ω) は検出器# i， # j 聞のクロスパワースペクトル、 F ; (ω) は検出 岩持Iの周波数スペクトルで、ある。 1点炉近似下 では(1)式のスペクトル比は (2)式により未臨 界度と関係、づけられ、インポータンス関数 181 F i g . 1 モニタリングシステム概念図 ゐ~.1F を求めれば，スペクトル比より未臨界度を算出することがきる。. E 噌. 〆. A. [φ11(ω)_~r(ω )F1 (ω ) ] [ φ 2 3(ω)-F2~ ( ω)円 ( ω ) ]. ・ 'Et. 1 ". ホ. 、 ‘ ， ノ. え. 一[ φ ; 2(ω)-~(ω) 円 (ω)][φ:3(ω) -s ; ' "(ω) (ω)]. 8r(ω ) =. 円. Qd. ο.
(24) 付録 2. ρ. ー. 勺. ノ( S R1 1 ノー l ) v I F s p. ( 2 ). S 一一一ーフ VSP-1 S l- S R s 1 ノs p1) 1 S2 p(. v. 3 . 解析方法 F i g 2に示す半径 R の 1次元円筒炉心のスペク トル比は 1点炉近似を仮定し計算すると ( 3 )式 により表現できる。 1点炉近似採用の妥当性は、 1次高次モードを考慮、したスペクトル比を算. 出し評価する。核破砕ターゲットは原点に位置 し、エネルギーは 1 群とした。炉心半径は. r. R=200[cm]、 炉 物 理 定 数 は D=1 .5[ cm， ] v~ f = 4 . 9 5x103 [ c m -1]エ ，a=5.0x10-3[cm-1]s=0.003. 計算体系仮定. ・. v = 7 . 0x108[ c m / s ]とした。 SR(ω)= v . 1 1 ( v . J 1 P. 1. ( 3). ~ V(v-1) ! l . j Io ( r )l . j Io ( r )l . j Io ( r ) r d r. J772vvsp 1 .2. ， ・. ，. 1 . 0. .. a :0 . 8. ω. ， ‘ ，. i g 3に示す。加速器 ル比と感度を F. hM﹀-tozo的 n u n o a o a a 守内 4 n u の 4 e .E4. 4. 解析結果 1点炉近似を採用した 1次元円筒 体系の未臨界度に対するスペクト. Vo(r)Po. . . き. a o e o a u守 内. @. c .. 的. 0 . 4. 0 . 2. 4 U 角. 0 . 0 5. 0 . 1 0 ρ s : S u b c r i t i c a l i t y. 4 内. 0 . 0 0. n u. 0 . 0. n u. 0 . 0 5 近傍でスペクトル比は大きく 変化し、未臨界度に対する感度も大 きな値となる。これより加速器駆動 炉の未臨界度をモニターする手法 としてスペクトル比法が適用でき ig4に高次モードを ると考える。 F 考慮したスペクトル比を示す。 スペクトル比は高次モードに大き く影響する。このため本研究で想定 した実用炉サイズの A D Sへの適 用には高次モードを考慮する必要 性がある。. H a 唱¥医師唱. s 駆動炉で想定されている未臨界度 o !0.6. 0 . 1 5. Fig31次元円筒体系スペクトル比 ←. J. i. ー. E. 09. ，. 拘地慨"~";':叫棚戸. w. %棚組側. 508 c / ). o :0.7. ω. " i ' 0 . 5 0 . 4 1 . 0 E + O l. 回一ー・<J・ーー一ーーーーーーー-'・ーーーー自由ー一一--'. 1 .0E+02. 1 .0E+03. 1 . 0 E + 0 4. 1 .0E+05. 1 .0E+06. 1 .0E+07. 1 .0E+08. ω : f r e a u e n c y [1 / s ]. F i g 4高次モード考慮スペクトル比. -9 4-. 1 .0E+09.
(25) 近畿大学原子力研究所年報. Vo l . 40 ( 2 0 0 3 ). 近畿大学原子炉における放射線防護測定樹交正場の特性 放射線管理工学. 藤原竜也. はじめに. U τ'R-K 町K I ) は、大学における教育訓練研究に適するように特に設計され 近畿大学原子炉 ( た原子炉であり、最大出力が lWと低いため冷却材はなく、また反射材として黒鉛を用いてい る。そのために炉心内のいろいろな場所に生物や放射線防護測定器を置くことが可能であり、 これまで、標準中性子場や生物照射場として広く用いられてきた。そこでこれらの場を用いた実 験に有用な情報を提供するために、三次元の M C N P ( M o n t eC a r l oN e u t r a lP a r t i c l eT r a n s p o r t. C o d e )コードを用いて U T R K I N K 1の正確なシミュレーションモデルを作成し、炉心内の種々な場 所での中性子スペクトルの計算結果と実聯吉果を比較し、校正中性子場の可能性について検討 した。. MCNPシミュレーションモデルの妥当性矧面 作成したシミュレーションモデルの妥当性を評価するために、図 1に示す U T R K I N K 1炉心断 面図の中央ストリンガーの中央でのエネルギースペクトルを計算値と実測値で、比較したo その 結果を図 2に示す。計算値は原子炉出力 l Wでの熱中性子領域. ( O . O l l e V )での実測値と一致す. るように、得られた計算結果に係数( 1 . 3 5X1 011)を乗じて規格化した。 T R K I N K Iの M C N Pモデ、ルの 図 2より分かるように計算値と実測値がよく一致し、今回作成した U 妥当性が評価できた。 1 . 00E+08 守 J. FOEU. 4E. ・ ・. 必斗内. 4E. ・ ・. dnt. 4E. ・ ・ 4. nununununununU. +E +E ++ E E+ E+ E+ E. 4E. ・ ・ 4. l 噌. ・ ・ 司 ・ 目 包括古ω gz・ 一 宮 コ ﹄ ωaxazob. nununununununu nununununununu ・ d -. 1.00E+OO 1.00E・08. 1.00E-06. 1.00E-04. 1.00E・02. 1.00E+00. 1.00E+02. Neutronenergy(MeV). 図1 . 炉心断面図. 図2 . 中央ストリンガーのエネルギースペクトル. - 9 5-.
(26) 付録 2. 校正中性子場とその中性子特性 近畿大学原子炉で考えられる中性子場としては以下の 4種類である。 3で、ニ分割炉心の間の黒鉛反射体の中央にあり、中性子が等 (1)大きさが 1 6 . 4x1 6 . 4x2 4 . 5cm. 方的に照射される特性がある中性子場 1. ( 2 ) 黒鉛反射体上部で等方的な中性子照射場ではないが、照射場の大きさが 45.0X4 5 . 0x 30.0cm3と中性子場 1よりも大きい中性子場 2 ( 3 ) 原子炉上蓋上に位置する炉心からビーム状に取り出した中性子からなる中性子場 3. この中性子場 3は上蓋の空間にいろいろな厚さのポリエチレンやカドミウム、炭化ホウ素 を挿入することにより中性子スペクトルを変化させることが可能である。 ( 4 ) 大きな測定器の照射が可能である炉心遮蔽タンクの周りの中性子場 4. 上蓋プラグの引き抜きや、炉心状態を変化させることで中性子スペクトノレを変化させるこ とが可能である。 これらの中性子場の特性を評価するために、中性子エネルギースペクトルと中性子の空間分 布において計算結果の妥当性が評価された UTR-K 悶 KIの MCNPモデルを用いて、中性子場 の構成をシミュレーションし、中性子エネルギースペクトルと中性子線量を計算した。中性子 線量は計算によって得られた中性子束に換算係数を用いて求めたものである。図 3に 4種類の 中性子場のエネルギースペクトルを、表 1~こ中性子線量率を示す。 さらに UτRK悶 KIで核分裂中性子場が作成可能であるか調べるために次のようなシミュレ 田. ーションを行ったo 余剰な燃料板を全て装填し、中性子場 1に熱中性子を吸収させるために炭 3の空間を設けた。計算結果から炭化ホウ素が 0 化ホワ素板で囲んだ 8 . 6x 8 . 6x 8 . 6cm .6cmの厚. さの時のスペクトルが核分裂場のスペクトルの形と類似していること、かっその時の実効増倍 率が 1以上であることから、 UτR-K 凶 KIで核分裂中性子場を作成可能であることがわかった。 表 1 それぞれの中性子場における中性子線量率 中性子場 1 中性子場3. Eυnd. nunU. 一恒一円﹄コ. FEFE nunu. ++. ω H. Lmよ. ﹀凶. 中性子場. 中性子線量率 (Sv / h ) 1W運転時. 四一時一中性子場2 山 … . . . . . . . . . . . . . . . . . ， . . . 中 性 子 場4. 熱中性子 速中性子. 1. ・1 3.0X10. 2. ・ 2 2 3.1X10 . 7X1 0 -1. 3. 1 .4X10・3 3.5X10・3. 2 . 2. 1 . 0 E・08. 1 . 0 E・06. 1.0E-04. 1 .0E-02. 1.0E+OO. Neutronenergy(MeV). 4. ・ 8 2 7.7X10 .5X10 ・ 7. 図3 . 中性子エネルギースペクトル. -9 6-. 1.0E+02.
図
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