プラスチックシンチレーションファイバーガスモニタの開発

• Material Type: 文書・図像類
• Title: プラスチックシンチレーションファイバーガスモニタの開発
• Author/Editor: 野崎 達夫; 鳥居 建男; 高田 千恵; 飛田 和則; 安藤 秀樹
• Author Heading: 野崎 達夫; 鳥居 建男; 高田 千恵; 飛田 和則; 安藤 秀樹
• Publication Date: 1996-09
• Publication Date (W3CDTF): 1996-09
• Alternative Title: Development of a radioactive gas monitor using plastic scintillation fibers
• Periodical title: PNC TN9410 96-262
• Text Language Code: jpn
• Target Audience: 一般
• Note (General): 動力炉・核燃料開発事業団大洗工学センターの量子工学試験施設において,核分裂生成物の消滅処理に用いる大電力電子線形加速器の開発のための基礎試験が行われている。将来の消滅処理の実証段階では,加速器の運転に伴い放出される高エネルギーの制動放射線による光核反応で空気等が放射化し,$^{13}$N,$^{15}$Oが生成することが予想される。しかし,従来のガスモニタでは,この$^{13}$N,$^{15}$Oに対する管理区域から放出される排気中の濃度限度(6$\times$10$^{-4}$Bq/cm$^{3}$)まで検出することが不可能であった。そこで,プラスチックシンチレーションファイバーを検出素子として用い,$^{13}$N,$^{15}$Oに対する排気中の濃度限度まで測定可能なガスモニタ検出器の開発を行ってきた。本検出器の開発にあたり,計算機によるシミュレーション応答解析(電子・光子輸送計算コードEGS4)を行い,検出器形状の最適化を図った上で検出器を製作し,$\beta$線チェッキングソースおよび実ガスを用いて感度特性等の試験を行った。試験の結果,本研究で開発したU字管検出器の$^{85}$Krに対する検出限界濃度は,5.4$\times$10$^{-4}$Bq/cm$^{3}$であることがわかった。また,シミュレーション解析結果によれば,$^{13}$Nに対する計数効率が$^{85}$Krに対する計数効率より40\%高いことから,$^{13}$Nに対する検出限界濃度は,3.9$\times$10$^{-4}$Bq/cm$^{3}$程度と考えられる。さらに,$^{15}$Oの$\beta$線エネルギ ーが$^{13}$Nの$\beta$線エネルギーよりも高いことから,$^{15}$0に対する検出限界濃度は,$^{13}$Nに対する検出限界濃度より良いと判断される。以上に示すように,U字管型プラスチックシンチレーションファイバーガスモニタの開発により,$^{13}$Nおよび$^{15}$Oの対する排気中の濃度限度(6$\times$10$^{-4}$Bq/cm$^{3}$)までの測定が可能となった。; The basic research on large electron linear accelerator is under current investigation at Quantum Technology Development Facility in O-arai Engineering Center, Power Reactor and Nuclear Fuel Development Corporation. The result of this, the transmutation of fission products would be incorporated In the future demonstrative stage of the transmission of fission products, Nitrogen-13 and Oxygen-15 will be produced by the interaction between high energy bremsstrahlung and air during operation of the linac. The detection limits of conventional monitors are not sufficient for the limits of the concentration of Nitrogen-13 (6$\times$10$^{-4}$ Bq/cm$^{3}$) and Oxygen-15 (6$\times$10$^{-4}$ Bq/cm$^{3}$) in exhaust air. Therefore we have developed a new type of gas monitor detector that is packed with plastic scintillation fibers as the detection elements to detect the limits of concentration of Nitrogen-13 and Oxygen-15 in exhaust air. On designing the gas monitor detectors, the sensitivities of the detectors were simulated to optimize the shape and the volume of detector by using EGS4, the Monte-Carlo code for electrons and photons. Based on the results of the simulations, the detectors were composed and the characteristic examinations of sensitivities were carried out by using beta-ray checking sources and Krypton-85 gas. Main points are as follows : (1) The detection limit of the developed torus-type detector for Krypton-85 is 5.4$\times$10$^{-4}$ Bq/cm$^{3}$ based on the results of the experiments. (2) The counting efficiency of a detector for Nitrogen-13 is 40 percent higher than the counting efficiency for Krypton-85 based on the results of simulations. This indicates that the detection limit of the detector for Nitrogen-13 is about 3.9 $\times$10$^{-4}$ Bq/cm$^{3}$. (3) The beta-ray energy of Oxygen-15 is higher than the beta-ray energy of Nitrogen-13. This theoretically reaches the conclusion that the detection limit of the detector for Oxygen-15 is lower than the ...
• Access Restrictions: 限定公開
• Data Provider (Database): 国立情報学研究所 : 学術機関リポジトリデータベース（IRDB）（機関リポジトリ）; https://irdb.nii.ac.jp
• Original Data Provider (Database): 日本原子力研究開発機構 : JOPSS:JAEA Originated Papers Searching System

• Summary, etc.: 動力炉・核燃料開発事業団大洗工学センターの量子工学試験施設において,核分裂生成物の消滅処理に用いる大電力電子線形加速器の開発のための基礎試験が行われている。将来の消滅処理の実証段階では,加速器の運転に伴い放出される高エネルギーの制動放射線による光核反応で空気等が放射化し,$^{13}$N,$^{15...