製品MOX粉末のPu同位体組成比を高分解能分光分析により測定する際の不確かさを低減する試み

A Practical approach to reduce measurement uncertainty of Pu isotopic composition by high resolution spectrometry applied to product MOX powder

細馬 隆   ; 中村 仁宣 ; 向 泰宣 ; 藤咲 栄

Hosoma, Takashi; Nakamura, Hironobu; Mukai, Yasunobu; Fujisaku, Sakae

原子力機構では、プルトニウム転換技術開発施設(以下、「PCDF」と称す。Plutonium Conversion Development Facility)の貯蔵庫に収められた製品MOX貯蔵容器からのサンプル採取という負担の大きい査察を軽減する目的で、バイアス検認が可能な大型高精度NDA(貯蔵時に容器を直接測定する)の概念設計をDOEと2000年に行った。本設計ではバイアス検認に必要な精度を得るため、原料となった溶液の同位体組成比(IAEAにより全数検認済)を用いて高分解能分光分析計(以下、「HRGS」と称す。High Resolution Gamma Spectrometry)の精度を補う提案がされているが、具体的な方法及び精度は未検討であった。そこで、HRGSにより測定されるプルトニウムの各核種間のピーク比を再現するよう、複数の原料溶液の同位体組成比を加重平均する方法を考案し、PCDFの実証運転で得られた原料溶液,製品MOXの同位体組成比と模擬HRGSデータを用いて検討を行った。

For verification of MOX powder produced daily in a MOX conversion plant, it is expected to reduce uncertainty of NDA which enables bias defect verification and improves compatibility with plant operation. JAEA had studied conceptual design of such NDA in 2000 with DOE and there was a proposal to utilize analytical results of isotopic composition of the sources (plutonium nitrate) which were entirely verified by IAEA. The idea to determine weighing coefficients of the combination of the sources reproducing the peak ratios of measurable isotopes by HRGS was developed and confirmed using data obtained at PCDF and simulated HRGS data. It is possible to reduce uncertainty of HRGS to 1/2-1/3. For example, around 0.7% uncertainty of effective Pu ratio is realized, if HRGS achieves 2% uncertainty. It is sufficient to pick simply the latest four lots as the sources which were received to the facility at the time of measuring or verifying product MOX powder.