Proposal for an advanced hybrid K-edge/XRF densitometry (HKED) using a monochromatic photon beam from laser Compton scattering

レーザー逆コンプトン線光源を用いた次世代ハイブリッドHKED法の提案

静間 俊行; 羽島 良一; 早川 岳人; 藤原 守; 薗田 暁; 瀬谷 道夫

Shizuma, Toshiyuki; Hajima, Ryoichi; Hayakawa, Takehito; Fujiwara, Mamoru; Sonoda, Takashi; Seya, Michio

モンテカルロシミュレーションコードEGS5を用いて、ハイブリッドHKEDにおけるU, Np, Puの応答エックス線の解析を行った。シミュレーションでは、入射光源として、エネルギー回収型リニアックから得られる電子ビームとレーザー光とのコンプトン散乱によって生成される単色線を採用した。U, Np, Puの濃度を変化させ、エックス線計数率や計測誤差への影響を調べた。その結果、単色線を使用することにより、S/N比を大幅に改善することができ、低濃度Pu溶液の評価時間を短縮できることがわかった。また、U(100g/L), Np(0.1g/L), Pu(20 or 100g/L)を含む硝酸溶液に対して、これまで分析が困難であったNpの濃度を、約1%の統計誤差で測定できることがわかった。

The general purpose Monte Carlo electron- shower computer code (EGS5) was used to obtain the U, Np, and Pu X-ray response from the hybrid K-edge/XRF densitometry (HKED). In the present simulation, we adopt a monochromatic, linearly polarized photon beam generated by inverse Compton scattering of laser light with high energy electrons from an energy recovery linac. The simulation has been carried out under various conditions of the U, Np, and Pu concentrations to investigate the effect to counting rates as well as counting precision. The results of the simulation show that the assessment time for low concentration Pu input solutions can be reduced by the improvement of signal-to-background ratios. The Np concentration can also be determined with a counting precision of approximately 1% in standard deviation during the 1 hour measurement for a 3N HNO sample solution including U (100 g/L), Np (0.1 g/L), and Pu (20 or 100 g/L).