High sensitive and reliable FFDL technique for sodium cooled fast reactor using laser resonance mass spectrometry

レーザ共鳴イオン化質量分析法を用いたナトリウム冷却型高速炉の高感度FFDL技術の開発

青山 卓史 ; 竹田 敏一*; 石川 高史 ; 岩田 圭弘   ; 伊藤 主税   ; 諸橋 裕子 

Aoyama, Takafumi; Takeda, Toshikazu*; Ishikawa, Takashi; Iwata, Yoshihiro; Ito, Chikara; Morohashi, Yuko

レーザー共鳴イオン化質量分析法(RIMS)を用いた破損燃料位置検出(FFDL)手法の研究を進めている。RIMSは測定元素を選択的にイオン化し検出するため、微量レベル(pptオーダー)の同位体分析に適している。その第一段階として、「常陽」でキセノン(Xe)及びクリプトン(Kr)ガス(タグガス)を封入したカプセルの炉内クリープ破断実験にRIMSを適用し、カバーガス中のタグガス同位体比の分析によりRIMSがFFDLに適用できることを実証した。また、「常陽」で実施した燃料破損模擬試験にもRIMSを適用し、模擬破損ピンからカバーガスに移行したFPガスの分析に成功し、ガスの燃焼度推定による被疑破損燃料集合体の絞り込みに適用できる可能性を示した。さらに、RIMSを用いたFFDLシステムが「もんじゅ」に適用できることを確認した。

The high sensitivity FFDL technique for SFR has been developed using the RIMS method. The RIMS method was demonstrated by measuring the artificially blended xenon and krypton gas which was used for the pressurized steel capsule of in-pile creep rupture experiment in the experimental fast reactor Joyo. The measured isotopic ratio of xenon collected from the Joyo reactor cover gas by means of RIMS could successfully identify the ruptured capsule of which tag gas was contained. The RIMS was then applied for the proto type fast breeder reactor Monju. The RIMS system can also detect stable xenon nuclides and radioactive Xe-133 in the collected from the Joyo reactor cover gas during the fuel failure simulation test, implying that the RIMS can apply to assume the burn-up of the failed fuel subassembly by using the ratio of stable and radioactive xenon isotopes.