Detection of nuclear material by laser Compton -rays

レーザコンプトン線による放射線核種の検出

羽島 良一; 菊澤 信宏 ; 西森 信行; 早川 岳人; 静間 俊行; 川瀬 啓悟; 神門 正城; 峰原 英介; 大垣 英明*; 豊川 弘之*

Hajima, Ryoichi; Kikuzawa, Nobuhiro; Nishimori, Nobuyuki; Hayakawa, Takehito; Shizuma, Toshiyuki; Kawase, Keigo; Kando, Masaki; Minehara, Eisuke; Ogaki, Hideaki*; Toyokawa, Hiroyuki*

レーザコンプトン散乱による準単色線と核共鳴散乱を利用した放射性核種の非破壊検査の提案と、これを目指した基礎研究の現状を報告する。本手法は、核燃料サイクルのさまざまな場面において、核燃料,廃棄物などを非破壊で検査し、これに含まれる核種を定量できる。とりわけ、エネルギー回収型リニアックを用いた場合に、大強度の線が得られることが示されている。われわれは、線源の概念設計,シミュレーションコードの開発,ERL要素技術開発(電子銃,超伝導空洞)を進めると同時に、幾つかの原理実証実験を行った。

Nondestructive detection and assay of nuclear materials is one of the mostcritical issues for both the management of nuclear waste and the non-proliferation of nuclear materials. We apply laser Compton -ray beams and following nuclear resonant fluorescence (NRF), which is a fingerprint of each isotope, to the nondestructive detection. Quasi-monochromatic and energy-tunable -ray beams from laser Compton scattering contribute to improving signal-to-noise ratio in the NRF measurements. We have made a conceptual design of a -ray source based on anenergy-recovery linac, which produces a -ray beam of photons/sec/keV to detect U-238 of 1Bq/g in a concrete drum within 1 second. Development of a Monte Carlo simulation code, results of PoP experiments at a storage ring (TERAS, AIST)and a microtron (JAEA) are also presented.