核燃料の中性子非破壊測定技術の理解のための物理学の本質

A Distillation of the important physics for understanding neutron-based non-destructive assay techniques for nuclear fuel

Bolind, A.; 瀬谷 道夫

Bolind, A.; Seya, Michio

2008年から米国エネルギー省のNGSI(次世代保障措置イニシアティブ)では、使用済み核燃料中のPuの直接非破壊測定という観点で、非破壊測定技術について研究開発を進めている。NGSIで検討されている14の技術のうち、10の中性子測定技術は核分裂性物質含有量等を決定するものである。これらの10の技術は、測定に利用する中性子の特性に応じて分類することができる。5つの技術は核分裂性物質による中性子増倍を測定し、3つは核分裂性同位元素中の共鳴反応に関する中性子エネルギースペクトルを分析し、2つは核分裂で放出される中性子の同時計数を行うものである。これらの原理に関する基本的な知識は、これらの技術を理解するために不可欠である。本稿はこれをまとめたものである。

Since 2008, the US Department of Energy, through its Next Generation Safeguards Initiative (NGSI), has renewed the research of non-destructive-assay (NDA) techniques for determining the plutonium mass in spent nuclear fuel assemblies. Of the fourteen technologies that are being considered in the NGSI, ten technologies measure neutrons to determine the fissile content of the nuclear material. These ten techniques can be categorized according to the characteristic of the neutrons that they measure. Five techniques measure the multiplication of neutrons by fissile material, three analyze the neutron energy spectrum for resonance reactions in fissile isotopes, and two measure the time coincidence of the neutrons that are emitted by fission. A basic knowledge of these principles is essential for understanding these techniques. This paper summarizes parts of this knowledge.