放射性試料対応型電子プローブマイクロアナライザの遮へい評価

Evaluation of the performance of the shields in the EPMAs used for radioactive samples

松井 寛樹; 鈴木 美穂; 小畑 裕希; 金沢 浩之

Matsui, Hiroki; Suzuki, Miho; Obata, Hiroki; Kanazawa, Hiroyuki

日本原子力研究開発機構の燃料試験施設では、発電炉で照射された燃料の健全性や安全性評価のための照射後試験を実施している。この照射後試験において、燃料ペレット内の核分裂生成物の分析や被覆管の内外面酸化膜の詳細観察等に電子プローブマイクロアナライザ(EPMA)が利用されている。このEPMAは、放射性試料に対応できるよう、市販型の装置をベースに、その内部の検出器に試料から放出される線が入射するのを防ぐ遮へい体を設ける改造を行ったものである。遮へい設計を適切に行うことは、分析精度を維持する上で重要であり、設計・評価を確実に実施する必要がある。本報では、現在燃料試験施設に設置されているEPMAの遮へい評価を粒子・重イオン輸送総合コードシステムPHITSにより再検討した結果、及び実際に放射性試料を用いて標準試料測定データへの線の影響を調べた結果について報告する。

The Reactor Fuel Examination Facility in JAEA has been used for Post Irradiation Examinations to verify the reliability and safety of the nuclear fuels irradiated in commercial reactors. EPMA (Electron Probe Micro Analyzer) has been utilized for the qualitative analysis of the fission product in the fuel pellet and the detailed observation of the oxide layers formed at the inner and outer surfaces of fuel cladding. Commercial EPMAs were remodeled so that the EPMAs can be applied for radioactive samples. Several shields was set in the EPMA to avoid the -rays which radiate from a radioactive sample to the proportional counter in the EPMA. It is important to calculate this shielding performance adequately to maintain the precision of analysis. This report describes the results of re-evaluation of the performance of the shields in the EPMAs in the RFEF by using the Particle and Heavy Ion Transport Code System and the examination results of -ray effect to the X-ray spectrum data by using a radioactive sample.