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レーザを用いたFPガス分析による高速炉の破損燃料位置検出技術の開発

Failed fuel detection and location in a fast reactor by fission product gas analysis with laser resonance ionization mass spectrometry

伊藤 主税  ; 服部 和裕; 青山 卓史 ; 有馬 聡宏*

Ito, Chikara; Hattori, Kazuhiro; Aoyama, Takafumi; Arima, Toshihiro*

レーザ共鳴イオン化質量分析法(RIMS)を用いて、燃料破損時に高速炉のカバーガス中へ放出される核分裂生成物(FP)ガスの同位体比を分析し、放射性核種と安定核種の比から破損燃料の燃焼度を推定して被疑破損燃料を絞り込む手法への適用性を検討した。「常陽」で実施した燃料破損模擬試験において、試験燃料から放出されたガスをサンプリングし、RIMSにより、10$$^{1}$$$$sim$$10$$^{2}$$pptレベルの極微量のキセノン(Xe)FPガスを濃縮することなく、高分解能(M/$$Delta$$M=600)かつ測定誤差4$$sim$$12%の精度で、放射性の$$^{133}$$Xeと安定Xeの同位体比が分析できた。燃焼計算コードORIGEN2を用いてFP生成量を計算し、$$^{133}$$Xeに対する安定Xeの同位体比を求め、RIMSによる分析値と比較した結果、$$^{132}$$Xe, $$^{134}$$Xe, $$^{136}$$Xeの計算値と測定値の差は3割程度であり、これらの同位体を安定核種の指標に用いることにより、被疑破損燃料の燃焼度が推定できることを示した。

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