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NDAによる高濃度プルトニウム溶液中のプルトニウム量直接測定技術にかかわる適用性調査検討; アドバンスド溶液測定・監視システム(ASMS)

Feasibility study of direct plutonium mass measurement in high-concentrated plutonium solution by a new NDA; Advanced Solution Measurement and Monitoring System (ASMS)

中村 仁宣; 高谷 暁和; 向 泰宣; 細馬 隆  ; 吉元 勝起; 田村 崇之*; 岩本 友則*

Nakamura, Hironobu; Takaya, Akikazu; Mukai, Yasunobu; Hosoma, Takashi; Yoshimoto, Katsunobu; Tamura, Takayuki*; Iwamoto, Tomonori*

日本原燃(JNFL)と原子力機構(JAEA)は2007年より共同でASMSの開発に着手した。その目的は、主要な槽内の高濃度プルトニウム溶液中のPu量をNDAにて直接測定する技術の確立である。それにより、ASMSはPu量の直接測定や連続監視が可能となり、中間在庫検認(IIV)等におけるサンプリングや破壊分析の代替となり、安全維持を目的としたプロセス監視にも対応できる。その不確かさについては、NDAにおいて部分欠損検知可能なレベルに相当する6%以下を目標とした。ASMSの測定原理はMOX粉末のものを応用できるが、溶液の特性上、アルファ値の変動を考慮する必要がある。このため、簡易な測定システムにより、硝酸プルトニウム溶液を用いた校正試験をプルトニウム転換技術開発施設(PCDF)において行った。その結果、MCNP計算値と実測値(Singles及びDoubles計数率)に良い一致を得ることができた。本発表においては、解決すべき課題、ASMSの利点や検出器のセットアップ、並びに予備校正の評価結果を示す。

JNFL and JAEA have collaboratively started to develop an ASMS for RRP since 2007. The purpose of the development is to establish direct plutonium mass measurement technique by NDA of high concentrated pure plutonium nitrate solution in a strategic process tank. If it is established, ASMS provides direct Pu mass measurement and monitoring capability, substitutes for sampling and destructive analysis at IIV, and extends process monitoring to safety purposes. The target of the measurement uncertainty is set less than 6% which is equivalent to the detection level of partial defect at IIV by NDA. The principle is similar to the one of NDA for MOX powder, but extended such as introducing variable alpha depends on solution properties. As a first trial, a simple prototype system was constructed and calibrated at PCDF (Plutonium Conversion Development Facility) using plutonium nitrate solution. Consequently, good consistency between MCNP (Monte Carlo Neutron and Photon Transport Code) calculation and measured singles/doubles count rate were obtained. As a feasibility study, it was necessary to find out subjects to be solved. We would like to present benefits of ASMS, review installation and detector setup and summarize preliminary calibration results.

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