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New approach for monitoring of nuclear material in nitric acid solution using $$^{14}$$N(n,$$gamma$$)$$^{15}$$N reaction

$$^{14}$$N(n,$$gamma$$)$$^{15}$$N反応による硝酸溶液中の核物質モニタリングの新しいアプローチ

関根 恵; 富川 裕文

Sekine, Megumi; Tomikawa, Hirofumi

IAEAは保障措置技術開発に係る長期計画の中に、核物質の連続モニタリングの重要性を示している。再処理施設の湿式プロセスにおいて、使用済み燃料はHNO$$_{3}$$の溶液の状態でパイプを流れる。核物質が湿式プロセス中に盗まれることを防ぐため、液量を連続モニタリングするための方法の一つとして、硝酸溶液の構成元素である窒素Nから発生する$$^{14}$$N(n,$$gamma$$)$$^{15}$$Nの反応から発生する10.8MeV$$gamma$$線のモニタリングを提案する。一般的に使用済み燃料から発生する高レベルの$$gamma$$線が3MeV以下において支配的であるが、高エネルギー側にそれらのピークは表れないため、モニタリングに効果的だと考えられる。まず第一段階として、$$^{252}$$Cfの中性子を用い、モンテカルロシミュレーションを用いて、10.8MeVを検出するための検出器の種類及び、検出器体系の最適化の結果を報告する。

The IAEA has proposed in its long-term R&D plan, development of real-time measurement technology for monitoring and verifying nuclear material movement continuously. At a PULEX reprocessing facility, HNO$$_{3}$$ solution with dissolved spent fuel, such as FPs and nuclear materials, flows in pipes and stores in tanks. In order to detect and deter nuclear material being stolen from the process, measuring the 10.8 MeV $$gamma$$ rays emitted by $$^{14}$$N(n,$$gamma$$)$$^{15}$$N reaction activated by spontaneous neutrons might be useful for continuous monitoring of liquid flow. In general, since high dose $$gamma$$ rays emitted from FPs are dominant below 3 MeV, it is expected that the 10.8 MeV peak would not be affected by the FP peaks. As the first step, some kinds of detectors and measurement configuration were analyzed through MCNP based on 10.8 MeV $$gamma$$ rays activated by neutrons from a $$^{252}$$Cf source.

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