日本原子力研究開発機構における保障措置・核セキュリティにかかわる先端技術開発計画

JAEA development programs of advanced technologies for safeguards and security

Bolind, A.; 呉田 昌俊   ; 曽山 和彦  ; 羽島 良一; 原田 秀郎   ; 中村 孝久; 瀬谷 道夫

Bolind, A.; Kureta, Masatoshi; Soyama, Kazuhiko; Hajima, Ryoichi; Harada, Hideo; Nakamura, Takahisa; Seya, Michio

日本原子力研究開発機構は、保障措置及び核セキュリティに関する核物質計測及び検知にかかわる先端技術開発の4つのプログラムを進めている。最初のテーマでは、He(比例計数管)の代替としてZnSセラミックシンチレータ中性子検出器を利用した非破壊分析(NDA)システムを設計するとともに、シミュレーションを実施した。二つ目のプログラムである核共鳴蛍光(NRF)を利用した核分裂性物質のNDAの基礎実証について、平成23年度より、プローブとして使う大強度単色線の発生実証を行うため、高エネルギー加速器研究機構のエネルギー回収型リニアックに接続する電子周回軌道部の製作を開始し、24年度に周回部を完成させる予定である。また、NRF反応をシミュレーションするコードの検証作業をJAEA・DOE共同研究として開始した。3つ目のプログラムは、24年度新規に開始したもので、中性子共鳴透過分析(NRTA)と中性子共鳴捕獲分析(NRCA)を組合せた、粒子状デブリ中の核物質を測定する新しいNDAシステムの開発であり、そのプロトタイプの設計・製作に着手した。4つ目のプログラムは、2013年、ふげんの使用済み燃料を使用して行う新しいNDA装置(ロスアラモス研究所設計・製作)の測定実験であり、これまでに測定の手順等を詳細にまとめた。このNDA装置は、自発中性子反射反応度法(PNAR)と自発中性子共鳴濃度分析法(SINRD)が統合された測定法を採用している。

JAEA has made progress in four development programs of advanced technologies for the measurement of nuclear material for safeguards and security. In the first program, we have designed and simulated a non-destructive assay (NDA) system that uses ZnS-ceramic-scintillator neutron detectors, instead of He neutron detectors. The second program is a basic demonstration of nuclear resonance fluorescence (NRF) as an NDA technique for measuring the fissile isotopes in nuclear material. Construction of one loop of an energy-recovery linac (ERL) at KEK in Tsukuba was begun this past year, and will finish in this fiscal year. The ERL will produce a high-intensity, mono-energetic -ray beam for NRF. Also JAEA and the US Department of Energy are evaluating NRF-simulation codes. In the third program, we have started to design and construct a prototype of a new NDA system to determine the quantity of nuclear material in particle debris of melted nuclear fuel. It uses both neutron resonance transmission analysis (NRTA) and neutron resonance capture analysis (NRCA). In the fourth program, we have made detailed preparations for testing a new NDA instrument (constructed by Los Alamos National Laboratory) on used nuclear fuel assemblies in the spent fuel pool at Fugen, next year. It uses a combined technique of passive neutron albedo reactivity (PNAR) and self-interrogation neutron resonance densitometry (SINRD).