Improvement of detection limit in 14 MeV neutron direct interrogation method by decreasing background

14MeV中性子直接問いかけ法におけるバックグランド低減による検出限界の改善

春山 満夫; 高瀬 操; 飛田 浩

Haruyama, Mitsuo; Takase, Misao; Tobita, Hiroshi

14MeV中性子直接問いかけ法の検出限界改善のため、連続エネルギーモンテカルロ輸送計算コード(MVP)によりシミュレーション計算を実施した。その計算結果により、従来の検出体系の材料であるグラファイトに代えて、鉄あるいは鉄合金を用いることにより、核分裂中性子計数領域にバックグランドとして出現する中性子が大幅に減少できることがわかった。ステンレススチールSUS-304を使用した検出システムのバックグランドは1/10,000に減少でき、10分の測定で5,000(counts)のバックグランド計数は0.5(counts)程度までに減少する。その結果、検出限界値は従来の1/1000に改善できることになる。ステンレススチールSUS-304を使用した検出システムによる天然ウランで汚染されているコンクリート瓦礫廃棄物の検出限界濃度は0.000116Bq/g、金属廃棄物の検出限界濃度は0.000512Bq/g、ウエス廃棄物の検出限界濃度は0.000664Bq/gが10分の測定で可能となることを示している。

For improvement of detection limit in the 14 MeV-neutrons direct interrogation method, the simulation calculation by the continuous energy Monte Carlo transportation code (MVP) was carried out. From the results, it was made clear that the background neutrons appearing in the nuclear-fission neutrons counting-area can be greatly decreased by adopting a stainless steel SUS-304 (an iron-base alloy) reflector in place of a graphite moderator in the conventional detection system. The background level of this modified detecting system becomes 1/10,000 of that with the conventional system and method. Namely, the background counting of 5,000 occurred in the graphite detecting system with the conventional method can be decreased down to 0.5 by adoption of the stainless steel detecting system. The detection limit for the cementation waste that is contaminated with the natural uranium is 0.000122 Bq/g with the stainless steel detecting system in a time of 10 minutes.