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ウラン廃棄物ドラム缶のNDA測定の高度化計画; アクティブ中性子測定の導入

Trial plan for advanced NDA system of uranium wastes; Introduction of active neutron method applied to NDA system

在間 直樹; 中島 伸一; 中塚 嘉明; 門 一実; 春山 満夫; 高瀬 操; 大図 章; 呉田 昌俊

Zaima, Naoki; Nakashima, Shinichi; Nakatsuka, Yoshiaki; Kado, Kazumi; Haruyama, Mitsuo; Takase, Misao; Ozu, Akira; Kureta, Masatoshi

200リットルドラム缶収納の廃棄物中の全ウランを定量するパッシブ中性子NDA測定装置"NWAS"を開発しフッ素元素を伴う製錬転換施設のウラン廃棄物の測定に活用している。本装置は主としてウランの$$alpha$$線と廃棄中に存在するフッ素元素等との反応で生じる$$^{234}$$U($$alpha$$,n)中性子を16本の$$^{3}$$He比例計数管を用い測定するものである。高感度・高精度の測定を実現できる反面、中性子透過率がドラム缶収納物の種類や密度に影響されるという問題点も内包しているため、いわゆる"unknown objects"に対しては正確な定量が困難となる傾向があった。この課題を解決する手段としてアクティブ測定方法へと改良する検討を進めている。測定体系全体をコンクリート壁で囲い、内部中央に測定対象ドラム缶、一端に中性子発生装置、対向位置に$$^{3}$$He比例計数管を配置する構造とし、ポリエチレンにより減速させた中性子によりドラム缶内部で$$^{235}$$U核分裂を誘発させ二次的に発生する中性子により全ウラン量を定量するものである。事前のシミュレーションにおいて現装置よりも大幅に感度・精度を向上させることが予測され、今後の核燃料物質管理測定実務の効率化に大いに貢献しうることが期待される。

We developed uranium mass assay systems for 200-litter wastes drums applied passive neutron measurements by NDA method and applied for the actual wastes drums stored in URCP. The neutron measurement methodology of $$^{234}$$U($$alpha$$,n) reaction using $$^{3}$$He proportional counters delivered superior performance, however also included some problems that the neutron penetration rates are depend upon matrices or density of wastes drums, so it was difficult to determine uranium mass against "unknown objects". For the purpose of solving problems active neutron measurements appears promising, we are now challenging to improve our equipments, which are composed of neutron generator, polyethylene moderators and $$^{3}$$He proportional counters. The uranium mass are determined by counting secondary neutrons generated from nuclear fissions. Our preliminary simulations suggest good performances with higher sensitivities and accuracies. It is extremely expected to contribute in the fields of safeguards works.

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