新たなミュー粒子生成法へ向け原理実証、京都大学

京都大学は、半減期の長い核種を変換処理するために用いる負の電荷を持つ「ミュー粒子(ミュオン)」の生成方式を新たに考案し、その根幹を担うビーム加速の原理実証に成功した。森義治 原子炉実験所特任教授、石禎浩 同准教授らの研究グループらの研究グループが成功。

原子力発電所などで生じる高レベル放射性廃棄物の処理・処分問題は、日本のみならず世界的な問題となっている。後の世代への負担を軽減するため、研究グループは廃棄物から有用元素を回収し資源として利用する方法や、LLFP(長寿命核分裂生成物)を取り出し短寿命核種や安定核種に核変換することで放射能を減らす方法を開発している。

核変換においては、重陽子のようなハドロン(強い相互作用で結びついている陽子、中性子、各種の中間子を含む素粒子群)ビームを用いた核破砕反応による変換が有効だが、レプトン(相互作用の弱い素粒子)の一つである負ミュオンによる核変換処理も、効率の良さと処理後に生成される核種が最終的に非放射性であるという点から注目されているという。

これまでの方式では負ミュオンの生成効率が低く、核変換に必要な量の1000分の1程度の負ミュオンしか作ることができなかった。この問題を解決する方法として、ビーム加速とエネルギー回復によるビーム貯蔵を両立させる、リング加速器での内部標的による負ミュオン生成法MERITが考案された。しかし、一定磁場での強いビーム集束力と一定周波数の高周波による連続ビーム加速を両立させる必要があり、従来のリング加速器では実現困難だった。

研究グループでは、強いビーム集束力を持つ固定磁場強集束(FFAG)加速器に、一定周波数の高周波磁場により加速する蛇行加速(Serpentine Acceleration)方式を適用するハドロン加速器の研究開発を行い、ビーム加速の原理実証に世界で初めて成功した。これはMERIT(多重エネルギー回復内部標的法)方式実現への展望が開ける成果だと説明する。

高レベル放射性廃棄物低減・資源化の鍵、新たなミュー粒子生成法へ向け原理実証

カテゴリー: エネルギー   

大島 純一郎

大島 純一郎Author

証券系システムエンジニアやIT系資格対策問題集の編集、IT系Webメディアの編集記者などの経歴を生かして、企業向けIT関連の記事制作に携わる。専門は、IT、金融、医療分野。医療情報システムの企画/構築、運用に関する知識を有する専門者としての資格、医療情報技師、情報セキュリティアドミニストレータの保有者。

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