Nondestructive assay of plutonium in spent nuclear fuel assembly in water pool

水中に保持された使用済核燃料集合体に含まれるPuの非破壊分析

早川 岳人; 静間 俊行; 羽島 良一; 菊澤 信宏 ; 西森 信行; 瀬谷 道夫; 藤原 守

Hayakawa, Takehito; Shizuma, Toshiyuki; Hajima, Ryoichi; Kikuzawa, Nobuhiro; Nishimori, Nobuyuki; Seya, Michio; Fujiwara, Mamoru

水中に保持された使用済核燃料集合体に含まれるU, Puやマイナーアクチノイドの非破壊分析法を提案する。核物質は電子とレーザーの散乱によって生成されるレーザーコンプトン散乱線を用いた核共鳴蛍光散乱で計測される。この手法の利点の一つは、数cmの厚さの鉛板等を透過して任意の核種を計測可能な点である。シミュレーション計算では、われわれが提案する高輝度線源と用いた場合、4000秒の計測時間でPuの含有率が1%の核燃料集合体全体に対して、Puを統計誤差2%以下で計画可能である。

We propose a new nondestructive assay method for U, Pu, and minor actinides in spent nuclear fuel assembly in a water pool. Nuclear fuel materials are detected using nuclear resonance fluorescence (NRF) with laser Compton scattering (LCS) -rays, which are generated by collision of high energy electrons and laser photons. This method can identify each isotope of interest hidden in heavy shields such as lead plates with a thickness of several centimeters. A simulation calculation shows that we can detect 1% fraction Pu in all the fuel rods with statistical error lower than 2% using the proposed high flux LCS -ray source in the measurement time of 4000s.