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Introduction to development of advanced safeguards and security NDA technologies by JAEA-ISCN

原子力機構による先進保障措置・核セキュリティNDA技術開発の紹介

瀬谷 道夫; 呉田 昌俊; 曽山 和彦; 中村 仁宣; 原田 秀郎 ; 羽島 良一

Seya, Michio; Kureta, Masatoshi; Soyama, Kazuhiko; Nakamura, Hironobu; Harada, Hideo; Hajima, Ryoichi

原子力機構は保障措置及び核セキュリティのための、次の先進的な核物質非破壊測定の基礎技術開発プログラムを実施してきている。(1)ZnS/B$$_{2}$$O$$_{3}$$セラミックシンチレータによる$$^{3}$$He代替中性子検知技術、(2)中性子共鳴透過分析(NRTA)及び中性子共鳴捕獲分析(NRCA)の組み合わせによる中性子共鳴濃度分析法、(3)レーザー・コンプトン散乱$$gamma$$線(大強度単色$$gamma$$線)利用核共鳴蛍光NDA(1)は、供給不足が懸念される$$^{3}$$Heに代わるZnS/B$$_{2}$$O$$_{3}$$セラミックシンチレータ中性子検出器の開発であり、(2)は、粒子状溶融燃料などの測定対象物中の核物質同位体組成比測定NDA技術開発、(3)は、レーザー・コンプトン散乱により発生させたエネルギー可変の大強度の単色$$gamma$$線により引き起こすPu/U同位体の核共鳴蛍光反応を利用するNDAのためのプログラムである。この論文ではこれらについて紹介する。

JAEA has been implementing development programs of basic technologies of the following advanced NDA (non-destructive assay) of nuclear material (NM) for nuclear safeguards and security. (1) Alternative to $$^{3}$$He neutron detection using ZnS/B$$_{2}$$O$$_{3}$$ ceramic scintillator, (2) NRD (neutron resonance densitometry) using NRTA (neutron resonance transmission analysis) and NRCA (neutron resonance capture analysis), (3) NRF (nuclear resonance fluorescence)-NDA using laser Compton scattered (LCS) $$gamma$$-rays (intense mono-energetic $$gamma$$-rays). The development program (1) is for NDA systems that use ZnS/B$$_{2}$$O$$_{3}$$ ceramic scintillator as alternative neutron detector to $$^{3}$$He for coming shortage of its supply. The program (2) is for a NDA system of isotopic composition measurement (non-destructive mass spectroscopy) in targets such as particle-like melted fuel debris using NRTA and NRCA. The program (3) is for NDA systems using a specific NRF reaction of certain Pu/U isotope caused by mono-energetic LCS $$gamma$$-ray with energy tuned to the specific excited state of the isotope. This paper introduces above three programs.

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