計数管

原子炉の運転において、中性子の数を正確に捉えることは、安全な運転管理に欠かせません。その重要な役割を担うのが、ヘリウム３中性子計数管という検出器です。原子炉内では、核分裂連鎖反応により、莫大な量の中性子が生まれます。この中性子の数を計測し、原子炉の出力を調整することで、安定した運転を続けることができます。ヘリウム３中性子計数管は、いわば原子炉の心臓部と言えるでしょう。この計数管は、ヘリウム３と中性子の核反応を利用して中性子を検出します。計数管の中にはヘリウム３ガスが封入されており、中心には芯線が通っています。芯線と管壁の間には高い電圧がかけられています。原子炉から飛び出した中性子が計数管の中に入り、ヘリウム３原子にぶつかると、核反応が起こります。この反応によって、陽子と三重水素という粒子が生成され、同時にエネルギーが放出されます。この放出されたエネルギーが、計数管の動作の鍵となります。エネルギーを受けたヘリウム３ガスは電離し、プラスの電気を帯びた粒子とマイナスの電気を帯びた粒子が生まれます。これらの粒子は、高い電圧によってそれぞれ芯線と管壁に引き寄せられます。この粒子の移動により、芯線と管壁の間で瞬間的に電流が流れます。この電流を電気信号として捉え、信号の数をかぞえることで、中性子の数を計測できるのです。つまり、中性子がヘリウム３と反応することで発生する微弱な電気信号を、計数管が増幅し、検出していると言えるでしょう。