Proposal of direct alpha estimation technique by using ring ratio in the continuous neutron monitor (CNM)

連続中性子モニター(CNM)におけるリング比を用いた直接アルファ値推定技術の提案

中村 仁宣 ; LaFleur, A. M.*; 向 泰宣 ; 林 宏幸*; Menlove, H. O.*; Marlow, J. B.*; 栗田 勉 

Nakamura, Hironobu; LaFleur, A. M.*; Mukai, Yasunobu; Hayashi, Hiroyuki*; Menlove, H. O.*; Marlow, J. B.*; Kurita, Tsutomu

PCDFにおいては、計量管理や保障措置の改善のため、ホールドアップに対する連続中性子モニタリング技術(全中性子法)の確立を研究している。一般的に全中性子法では、アルファ値や中性子の増倍値が既知でなければ、Pu量を計数率から直接推定することは困難である。ホールドアップの場合、増倍を1とみなすことができ、定数として扱えることから、アルファ値を直接測定もしくは推定することができれば、全中性子法を用いてPu量の連続測定を行うことが可能となる。本研究では、二重リン構造の中性子検出器を用い、異なる既知のアルファ値のホールドアップ試料を測定し、アルファ値とリング比率の相関を検証した。その結果、リング比率がアルファ値と比例関係にあることを見いだし、全中性子測定で得られたリング比率を用いることでアルファ値を直接測定又は推定する技術を確立した。また、本技術は、Pu量測定ばかりではなく、不純物調査や同位体組成比の変化等も確認することができ、幅広い応用も可能であることがわかった。

To improve safeguards and material accountancy of holdup measurements, a continuous neutron monitor (CNM) that continuously monitors the singles rate from holdup in glove boxes was designed and implemented at PCDF. In totals neutron counting, it is impossible to get Pu mass directly from the singles count rate without predetermination of alpha value and multiplication (M). In case of holdup deposits, since M can be seen as 1, the determination of the alpha value by direct measurement of the holdup is very important. In this research, we have developed a new approach called Direct Alpha Estimation technique. To establish the relation, the ring ratio of the FCAS which has dual ring He-3 tubes was applied. By using different alpha of samples, relation between alpha and ring ratio was studied. As a result, a good correlation between them was obtained. Thus, since the ring ratio can estimate alpha value, we would propose that this technique with dual ringed CNM be extended to not only Pu mass determination, but also to monitor the impurity contents or Pu isotopic composition change in holdup.