2024年度学院等開講科目工学院電気電子系原子核工学コース

原子炉物理・放射線計測・核セキュリティ実験

開講元: 原子核工学コース
担当教員: 小原徹 / 片渕竜也 / 相樂洋 / 鷹尾康一朗 / 長谷川純 / 石塚知香子
授業形態: 実験等 (対面型)
メディア利用科目: -
曜日・時限 (講義室): 木5-8 (原講571, North 2-571)
クラス: -
科目コード: NCL.N410
単位数: 002
開講時期: 2024年度
開講クォーター: 2Q
シラバス更新日: 2025年3月14日
使用言語: 英語

シラバス

授業の目的（ねらい）、概要

[概要]　原子炉物理学実験はシミュレーターを用いて原子炉物理に関する基礎実験を行う。放射線計測実験は放射線計測器と関連機器に関する技術を習得する。核セキュリティ実験はガンマ線計測を用いたウラン濃縮度測定実験を行う。

[ねらい] 原子炉物理学の基礎理論を理解することは原子力の安全な利用を担う上で必要不可欠である。本科目では、シミュレーターにおよる実験を行うことにより原子炉物理学の基礎理論の理解を深めることを目的としている。
放射線計測実験では，放射線検出器の動作原理と操作技術を習得することを目的とする。
核セキュリティ実験では、ガンマ線計測を用いたウラン濃縮度測定の原理と保障措置・核セキュリティへの適用の理解を深めることを目的とする。

到達目標

本科目を履修することにより次のことが可能となる。
１．原子炉の基本的特性について説明できる。
２．放射線・物質相互作用に基き放射線検出器の動作原理について説明できる。
３．マルチチャンネル波高分析器による放射線のエネルギースペクトル測定の原理について説明できる。
４．シンチレーション式ガンマ線検出器を用いて放射能の絶対測定ができる。
５．ゲルマニウム半導体検出器を用いたガンマ線エネルギースペクトル測定により，未知放射性核種の同定ができる．
６. 保障措置・核セキュリティ上重要なウラン濃縮度の非破壊測定ができる。

キーワード

原子炉物理学、
放射線・物質相互作用、シンチレーション検出器、ゲルマニウム半導体検出器、マルチチャンネル波高分析器、エネルギースペクトル、ウラン濃縮度測定、核セキュリティ、保障措置

学生が身につける力

専門力
教養力
コミュニケーション力
展開力 (探究力又は設定力)
展開力 (実践力又は解決力)

授業の進め方

原子炉物理実験の内容の理解のため実験に先立ち講義を行う。シミュレーターによる実験の後、実験レポートを提出する。
放射線計測実験については，実験レポート提出でなく，筆記試験を行う．
核セキュリティ実験については、実験の後、実験レポートを提出する.

授業計画・課題

	授業計画	課題
第1回	1．原子炉シミュレーターよる実験 2. シンチレーション検出器によるガンマ線計測 3. ゲルマニウム半導体検出器によるガンマ線計測 4. ガンマ線計測を用いたウラン濃縮度測定	1.原子炉の特性について説明できる 2. シンチレーション式ガンマ線検出器を用いて放射能の絶対測定ができる。 3．ゲルマニウム半導体検出器を用いたガンマ線エネルギースペクトル測定により，未知放射性核種の同定ができる． 4. 保障措置・核セキュリティ上重要なウラン濃縮度の非破壊測定ができる

準備学修(事前学修・復習)等についての指示

学修効果を上げるため，配布資料等の該当箇所を参照し，「毎授業」授業内容に関する予習と復習（課題含む）をそれぞれ概ね50分を目安に行うこと。

教科書

特に指定なし。講義資料はT2SCHOLAから入手できる。

参考書、講義資料等

John R. Lamarsh, “Introduction to Nuclear Reactor Theory”, Addison-Wesley Publishing Company, Inc. (1965).
（邦訳：ラマーシュ著、武田充司、仁科浩二郎訳、“原子炉の初等理論（上）（下）”、吉岡書店(1974）)
James J. Duderstadt, Louis J. Hamilton, “Nuclear Reactor Analysis”, John Wiley & Sons, Inc. (1976).
（邦訳：J.J. ドゥデルスタット、L.J. ハミルトン著、成田正邦、藤田文行共訳、“原子炉の理論と解析（上）（下）”、現代工学社(1981)）
George I. Bell, Samuel Glasstone, “Nuclear Reactor Theory”, Robert E. Krieger Publishing Co., Inc. (1970).
Samuel Glasstone, Alexander Sesonske, "Nuclear Reactor Engineering", Chapman & Hall, Inc. (1994).
小林啓祐著、“原子炉物理”、コロナ社(1996)
Weston M. Stacey, “Nuclear Reactor Physics”, WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA (2004).
岡嶋成晃、久語輝彦、森貴正著、“原子力教科書　原子炉物理学”、オーム社(2012)
岡芳明編著、“原子力教科書　原子炉設計”、オーム社(2012)
Raymond L. Murray and Keith E. Holbert, "Nuclear Energy: An Introduction to The Concepts, Systems and Application of Nuclear Processes Seventh Edition", Elsevier Ltd. (2013).
E.E. Lewis, “Fundamentals of Nuclear Reactor Physics”, Academic Press (2008). (PDF file of the book can be downloaded from Tokyo Tech library.
Glenn F. Knoll 著, 神野郁夫ほか訳, 「放射線計測ハンドブック(第4版)」, オーム社, ISBN-13:978-4274214493 (2013).
IAEA, Safeguards techniques and equipment 2011 edition.
Doug Reilly, Norbert Ensslin and Hastings Smith, Passive nondestructive assay of nuclear materials including 2007 addendum, Los Alamos National Laboratory (2007).

成績評価の方法及び基準

原子炉物理実験に関しては解析を通して中性子理論、原子炉理論の理解が深まったかについて評価する。実験レポート(1/3)により評価する。
放射線計測実験については，放射線計測の原理と実際の装置に関する理解の度合いを実験への参加（1/6）と期末筆記試験（1/6）により評価する．
核セキュリティ実験については、ウラン濃縮度測定の原理と保障措置・核セキュリティへの適用に関する理解の度合いを実験への参加(1/6)とレポート(1/6)により評価する.

履修の条件・注意事項

原子炉物理学の基礎知識を有するか、原子炉理論第一、原子炉理論第二を履修していることが必要
放射線計測実験については、原子物理学の予備知識を持っていることが望ましい。
核セキュリティ実験については、核不拡散・核セキュリティ学概論を履修していることが望ましい。

連絡先 (メール、電話番号) ※”[at]”を”@”(半角)に変換してください。

buchi[at]zc.iir.titech.ac.jp (放射線計測実験、片渕准教授）
tobara[at]zc.iir.titech.ac.jp（原子炉物理実験、小原教授）
sagara[at]zc.iir.titech.ac.jp (核セキュリティ実験、相樂教授)

オフィスアワー

事前にメールで予約すること