レーザー・コンプトン散乱X線/線を利用した非破壊測定装置の次世代核燃料サイクル計量管理・保障措置検認への適用可能性

Applicability of NDA systems using Laser Compton Scattering (LCS) X-rays and -rays to material accountancy and safeguards verification for future nuclear fuel cycle facilities

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

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

エネルギー回収型リニアック(ERL: Energy Recovery Linac)をベースとするレーザー・コンプトン散乱(laser Compton scattering)X/線は、エネルギー可変でありながら高輝度でエネルギーがほぼ一定という特性を有する。このX/線源は、次世代核燃料サイクル施設での核物質計量管理・保障措置において、多様な非破壊測定(NDA)への応用が可能である。110-130keV領域のX線は高速のハイブリッドKエッジ濃度測定(HKED)に、1-3MeVの線は、核共鳴蛍光(NRF: Nuclear Resonance Fluorescence)散乱を利用する使用済燃料,ガラス固化体及びハルドラム中のPu(及びアクチノイド)同位体量のNDAに使用可能である。1-3MeVのLCS-線は、また、核共鳴蛍光散乱反応断面積データの整備とともに、溶液,固体,粉末中のPu等の同位体比NDAにも適用できる。本報告では、仮想的次世代核燃料サイクル施設におけるLCS-X線/線源利用NDA装置の配置案等についても紹介する。

Energy-recovery linac based laser Compton scattering (LCS) X/-ray sources have possibilities of various applications to non-destructive assay (NDA) in material accountancy and safeguards verification for future nuclear fuel cycle (FNFC) facilities with advantageous features of very high intensity, monochromaticy and tunability of energy. A LCS-X-ray source with energy of 110-130 keV could be applied to a fast hybrid K-edge densitometer, and a LCS--ray source with energy of 1-3 MeV to a NDA system of Pu (and actinide) in spent nuclear fuel and high-level active waste such as hull or vitrified waste by NRF (nuclear resonance fluorescence) method. The LCS--ray source with energy of 1-3 MeV could be applied to isotopic analysis of Pu etc. for solution, solid and powder samples after nuclear resonance cross section data of actinides is prepared. Also we present an idea of actual deployment of NDA systems using LCS-X/-ray sources in a hypothetical FNFC facility.