原子炉過酷事故で発生した溶融燃料デブリの計量管理に対する基礎的なNDA技術開発

Development of basic NDA technologies of nuclear material accountancy of debris of melted fuel formed in severe accidents

瀬谷 道夫; 原田 秀郎   ; 北谷 文人  ; 小泉 光生 ; 土屋 晴文 ; 飯村 秀紀  ; 呉田 昌俊   ; 高峰 潤 ; 羽島 良一; 早川 岳人; 静間 俊行; Angell, C.; Bolind, A.

Seya, Michio; Harada, Hideo; Kitatani, Fumito; Koizumi, Mitsuo; Tsuchiya, Harufumi; Iimura, Hideki; Kureta, Masatoshi; Takamine, Jun; Hajima, Ryoichi; Hayakawa, Takehito; Shizuma, Toshiyuki; Angell, C.; Bolind, A.

東京電力福島第一原子力発電所事故のような過酷事故で溶融した核燃料が生成されている原子炉は、健全な原子炉のようにアイテム(燃料集合体)として燃料が取り扱われるアイテム施設に分類することはできない。取り出す溶融燃料は、色々な形状のデブリとなるため、測定等により核物質量を同定する必要があるバルク施設に分類した方が妥当である。本稿では、溶融燃料取り出し時の形態について説明するとともに、溶融燃料を精度よく測定するNDA技術として2つの方法を紹介する。その一つが中性子共鳴濃度分析法(NRD: Neutron Resonance Densitometry)であり、これは粒子状デブリを対象とする方法である。もう一つが大強度単色線核共鳴蛍光法(LCS-NRF: Laser Compton Scattering -rays - Nuclear Resonance Fluorescence)であり、これは切出し形状、小石状デブリを対象とする方法である。また、これらの技術の基礎技術開発の状況についても紹介する。

The forming of MF in severe accidents of nuclear reactors such as Units 1 - 3 of Fukushima-Daiichi NPP (Nuclear Power Plant) inevitably change the category of the nuclear reactor from "item facility" to "bulk-handling facility". At removal of the MF it is necessary to break chunks of MF into relatively small blocks by using some tools, resulting in debris that consists of cut or small rock-like debris and particle (or grain)-like debris in bulk form. This paper presents a categorization of debris of MF and two possible non-destructive assay (NDA) technologies for precise measurement which could be applied to the NM accountancy of MF debris. One of them is Neutron Resonance Densitometry (NRD) for particle-like (or grain-like) debris, and another is NRF (Nuclear Resonance Fluorescence) NDA using LCS (Laser Compton Scattered) -rays (mono-energetic -rays) for cut or small rock-like debris. The paper also describes about the recent development of these two technologies.