アクティブ中性子測定法"FNDI法"のウラン廃棄物ドラム缶測定への応用,1; アクティブ中性子NDA測定装置の構築

An Application test for active neutron technology "FNDI" on uranium wastes drums, 1; Formation of active neutron NDA instruments

中塚 嘉明; 在間 直樹; 藤木 直樹*; 中島 伸一 ; 吉田 英明; 呉田 昌俊   ; 大図 章  ; 米田 政夫   ; 高瀬 操; 春山 満夫

Nakatsuka, Yoshiaki; Zaima, Naoki; Fujiki, Naoki*; Nakashima, Shinichi; Yoshida, Hideaki; Kureta, Masatoshi; Ozu, Akira; Komeda, Masao; Takase, Misao; Haruyama, Mitsuo

人形峠環境技術センターではウラン廃棄物ドラム缶中のウラン量を定量するための装置として、超小型の加速器を利用した中性子発生装置と中性子検出器で構成されるアクティブ中性子NDA測定法による測定装置(JAWAS-N)を構築した。本装置は従前より開発を進め実績をあげてきたパッシブ中性子測定法の延長にあるものであり、当所で管理されている大量のウラン廃棄物に対するウラン定量測定、核物質管理データの充実に資するものである。機器構成及び測定原理としては(d,T)加速器により14MeV中性子を発生させることによりウラン廃棄物中のU-235核分裂を誘発させ、その二次的に発生する核分裂中性子をヘリウム-3比例計数管検出器により測定し、ウラン定量するものである。測定評価方法は原子力基礎工学部門で開発されたFNDI法であり、短い時間間隔で発生させたパルス状の中性子に同期させた中性子測定を行い、その減衰時間をもとに核分裂中性子成分を抽出しウラン量を定量するものである。本報告ではFNDI法によるアクティブ中性子NDA測定法の測定原理とそれを実現するために構築した中性子発生装置及び中性子検出体系について網羅的に解説する。また中性子発生管の性能、測定体系内での中性子分布、ヘリウム-3比例計数管検出器集合体の性能評価、データ解析手法について述べる。

We have just started to operate the extremely small accelerator for the purpose of the neutron assay against the uranium bearing wastes drums, so called active assay of NDA, which is an extension of the passive assay system, NWAS at Ningyo-toge Environmental Technical Center. The purposes of both are the improvements for measurements methodology and the accuracy of safe-guards data by determining uranium mass. The systems are composed of the (d,T) accelerator as a generator of 14 MeV neutrons, and Helium-3 proportional counters which detect the neutrons derived from U-235 fissions. Uranium mass are to be determined through detecting and analyzing fission neutrons, FNDI (Fast Neutron Direct Interrogation) method, which had been developed by the Nuclear Science and Engineering Directorate of JAEA. After configuration systems we had carried out the basic tests, and had validated the high sensitivity neutron detection and high precision determination.