JASPAS JC-11(A556); Non-destructive Assay for Uranium and Plutonium in Reprocessing Input Solutions -Hybrid K-edge/XRF Densitometer- (JASPAS JC-11 Final)

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駿河谷 直樹 ; 阿部 勝男; 黒沢 明; 池田 久; 久野 祐輔

Surugaya, Naoki; Abe, Katsuo; Kurosawa, A.; Ikeda, Hisashi ; Kuno, Yusuke

HybridK-edge/XRFDensitometerは、JASPAS(日本の対IAEAへの保障措置技術開発支援計画)の一環で、使用済燃料溶解液中のウランおよびプルトニウム濃度を迅速かつ高精度に分析できる非破壊測定装置として、1991年以来、東海再処理工場で開発されてきたものである。本装置は、K-エッジデンシトメータ(KED)とエネルギ分散型蛍光X線分析装置(XRF)を組み合わせたハイブリッド型のシステムである。測定原理は、KED法によりウラン濃度を測定し、XRF法によりU/Pu濃度比を測定して、これら両者の結果よりプルトニウム濃度を求めるものであり、タイムリーかつオンサイトでの分析が期待できることから保障措置上有効な検認技術であると考えられている。これまで、本装置を高放射性分析セルに設置した後、ホット試験を実施し、破壊分析(DA)である同位体希釈質量分析法(IDMS)との比較検討を続けてきたが、概ね良好な一致性が確認できたことから、本装置を実査察へ適用するために、査察側による受入試験(AcceptanceTest)および性能試験(PerformanceTest)を行った。ここで測定精度として、ウラン:0.2%、プルトニウム:0.7%程度が得られており、査察機器としての性能を有することが評価された。本ファイナルレポートは、試験結果および技術・操作を併せてまとめたものであり、これを以て、本JASPAS開発項目を終了することとする。

As a part of JASPAS programme, a non-radioactive assay system for the accountability of uranium and plutonium in input dissolver solutions of a spent fuel reprocessing plant, called Hybrid K-edge/XRF Densitometer, has been developed at the Tokai Reprocessing plant (TRP) since 1991. The instrument is the one of the hybrid type combined K-edge densitometry (KED) and X-ray fluorescence (XRF) analysis. The KED is used to determine the uranium concentration and the XRF is used to determine the U/Pu ratio. These results give the plutonium concentration in consequence. It is considered that the instrument has the capability of timely on-site verification for input accountancy. The instrument had been installed in the analytical hot cell at the TRP and the experiments comparing with Isotope Dilution Mass Spectrometry (IDMS) method have been carried out. As the results of measurements for the actual input solutions in the acceptance and performance tests, it was typically confirmed that the precision for determining uranium concentration by the KED was within 0.2%, whereas the XRF for Plutonium performed within 0.7%. This final report summarizes the design information and performance data so as to end the JASPAS programme.