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Importance of the neutron flux information to the evaluation of thermal neutron capture cross section and resonance integral of minor actinides

MA核種の熱中性子捕獲断面積や共鳴積分の評価における中性子束情報の重要性

水山 一仁; 岩本 信之; 岩本 修

Mizuyama, Kazuhito; Iwamoto, Nobuyuki; Iwamoto, Osamu

マイナーアクチニド(MA)核種の核データは環境負荷低減技術の基盤データとして精度向上が求められている。しかしながら、既存のMA核種に対する熱中性子捕獲断面積の測定値間には、特に飛行時間法と放射化法の測定値間に大きな食い違いが見られるため、信憑性の高い評価値が得られていないのが現状である。そこで、我々はこれまでに放射化法で断面積の導出に用いられるCd比法を、手法の基本となるWestcottの反応率表記モデルまで立ち戻って調べ直すことによって、S因子を評価データを用いて補正することによって、既存測定データを整合性が向上するように熱中性子捕獲断面積を補正することが可能であるということを見出した。しかしながら、一方で、補正後のS因子や共鳴積分値などの間には依然として食い違いが残ることがわかった。Westcottのモデルに用いられている中性子束の熱外中性子成分は1/Eに比例すると仮定されているが実際にはその限りではない、ということに着目し、$$1/E^{1+alpha}$$に比例するとし、パラメータ$$alpha$$への依存性を調べたところ、その依存性は決して無視できないということがわかった。以上の結果から、より信頼性の高い補正・評価のためには実験環境における信頼性の高い中性子束の情報が非常に重要であるということが明らかとなった。

The accurate data of the minor actinides (MAs) is required for the nuclear waste problem. However, there is large discrepancy among the previous data. Especially such large discrepancy can been seen between the activation and the time-of-flight measurements. In the activation measurements, the Cd-ratio method based on the Westcott convention has been used in order to obtain the thermal neutron capture cross section $$sigma_0$$ and the resonance integral $$I_0$$ or the s-factor $$s_0$$. By reviewing the Westcott convention and the Cd-ratio method, we found that the large discrepancy of $$sigma_0$$ can be made smaller by introducing a correction term for the resonance integral or the s-factor in order to correct the contribution of the resonances near the Cd cut-off energy. However, the discrepancy of the resonance integral and the s-factor still remains. In the original Westcott convention, the epithermal component of the neutron flux has been supposed to be proportional to $$1/E$$, but it may not be true in the realistic condition of the neutron flux. Supposing $$1/E^{1+alpha}$$ for the epithermal component, we found that $$alpha$$ dependence is not negligible. For the fully consistent and more accurate evaluation of the previous activation measurements for MAs, the detailed information of the neutron flux is necessary and very important.

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