高エネルギー分解能スペクトル計測を利用したプルトニウム同位体非破壊分析法の開発

利用高能分辨率光谱测量开发钚同位素无损分析方法

• 批准号: 13J05063
• 负责人: 前田 亮
• 金额: $ 0.58万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2013
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2013 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13J05063/
• 关键词: TES型マイクロカロリーメータ; 超ウラン元素; LX線放射率; 高エネルギー分解能

プルトニウム(Pu)同位体は、通常、<241>^Puのβ崩壊後の残留核であるアメリシウム241(<241>^Am)と化学分析により分離される。しかし、この方法では時間と手間が掛かり、また、非破壊での分析が行えない。一方、Pu同位体と<241>^Amはα崩壊に伴い、LX線を放射する。本研究はLX線測定を利用したPu同位体の定量管理を目的としている。この方法では分析に正確なLX線放射率の数値が必要である。しかしながら、半導体検出器で測定されたLX線スペクトルでは、各ピークの同定が不十分なため、現在、Pu同位体の分析に必要な精度のLX線放射率の値が得られていない。LX線放射率の評価値を使用してPu同位体の存在比を推定するためには、LX線スペクトルを半値幅50eV程度のエネルギー分解能で計測することが要求される。実験では、日本原子力研究開発機構において標準型Au吸収体TES型マイクロカロリーメータと有感面積を向上した改良型Au吸収体TES型マイクロカロリーメータを用いて<238>^Pu、<239>^Pu、<241>^Am線源から放射されるLX線のスペクトル計測を行った。標準型を用いた測定では検出事象が最も多い17keVのL_<β1> X線において60eV程度、改良型を用いた測定では35 eV程度の優れたエネルギー分解能で計測することができ、LX線スペクトル計測によるPuとAmの元素弁別の可能性を実証した。次に計測で得られたスペクトルからLX線放射率の評価を行った。<241>^Amの放射率について他の研究グループから報告されているデータに近い値が得られ、本研究での評価法の妥当性を実証した。しかし、統計精度が不足しており誤差が大きかった。また、Pu同位体について、今回使用した線源はリンパ節を模擬したファントム内に線源が埋め込まれており、線源のファントム構成物質, ファントム内の線源の分布などに関する仕様が入手できないため, 線源内部でのX線の減弱などの補正ができず, 放射率を評価することができなかった。

p-通常通过化学分析与Americium 241（<241>^am）（<241>^pu的β衰变后的残留核）分离。但是，这种方法是耗时的和劳动密集型的，不允许非破坏性分析。同时，随着α衰变的发生，PU同位素和<241>^am发射lx射线。这项研究旨在使用LX射线测量值定量管理PU同位素。此方法需要准确的LX射线发射率值进行分析。但是，由于用半导体检测器测量的LX射线光谱在每个峰值中尚未充分识别，因此当前的LX射线发射率值无法提供PU同位素分析所需的准确的LX射线发射率。为了使用LX射线发射率的评估值估算PU同位素的丰度比，有必要测量以约50 eV半宽的能量分辨率的LX射线光谱。在实验中，日本原子能机构使用标准的Au吸收器TES微量立源仪和改进的AU吸收器TES TES TES微升力仪，对<238>^pu，<238>^pu，<239>^pu，<239>^pu，<239>^pu，<239>^PU发出的光谱进行测量。使用标准类型的测量值可以在L_<β1>X射线的优秀能量分辨率下以17 keV为单位进行测量，而检测事件最常见，并且通过LX射线光谱测量结果歧视PU和AM之间的元素的可能性提高了约35 eV。接下来，从通过测量获得的光谱中评估了LX射线发射率。获得了<241>^am的发射率的值，该值与其他研究小组报告的数据接近，证明了本研究评估方法的有效性。但是，统计准确性不足，误差很大。此外，对于PU同位素，这次使用的源被嵌入模拟淋巴结的幻影中，并且有关源代码源和源代码分布的幻象成分的规格不可用，因此无法评估源X射线X射线的发射率。

项目成果

Spectroscopic measurement of L X-rays emitted by transuranium elements by using TES Microcalorimeter

使用TES微热量计对超铀元素发射的L X射线进行光谱测量

• 发表时间: 2013
• 作者: Makoto Maeda;et. al.
• 通讯作者: et. al.

Spectroscopic measurement of L X-rays emitted by transuranium elements by TES microcalorimeter

TES微量热仪对超铀元素发射的L X射线的光谱测量

• 发表时间: 2013
• 期刊: RADIATION DETECTORS AND THEIR USES High Energy Accelerator Research Organization KEK Proceedings
• 作者: Makoto Maeda;et. al.
• 通讯作者: et. al.

プルトニウム定量評価のための超ウラン元素LX線スペクトルの解析

超铀元素LX射线光谱分析定量评价钚

• 发表时间: 2013
• 作者: 前田亮;他
• 通讯作者: 他