アクティブ中性子測定装置によるウラン廃棄物ドラム缶測定への試み

Trials NDA systems for uranium determination in waste drums applied active neutron method

洲脇 拓郎*; 在間 直樹; 中島 伸一 ; 中塚 嘉明; 藤木 直樹*; 呉田 昌俊   ; 大図 章  

Suwaki, Takuro*; Zaima, Naoki; Nakashima, Shinichi; Nakatsuka, Yoshiaki; Fujiki, Naoki*; Kureta, Masatoshi; Ozu, Akira

人形峠環境技術センターでは、原子力基礎工学研究センターとの連携により同センターで開発されたFNDI法を応用した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(d,T)加速器を利用した14MeV中性子発生装置とヘリウム-3比例計数管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。測定原理は、短い時間間隔で発生させたパルス状の高速中性子を廃棄物ドラム缶に照射することによりU-235核分裂を誘発させ二次的に発生する中性子を検出、さらに中性子計数値の時間分析を行いその減衰時間の差異から核分裂中性子成分のみを抽出しウラン-235質量を定量するものである。(ウラン濃縮度は別途評価)本装置の活用により当所で管理されている大量の核燃料物質・廃棄物測定に適用し、核物質管理データの充実に資するものである。本報告では、測定原理とそれを実現するために構築した装置の特性を網羅的に解説するとともに、実ウラン廃棄物の測定実績について詳述する。

Japan Atomic Energy(JAEA) configurated the non-destructive assay (NDA) systems, which applied to the bulk state nuclear inventory and actual uranium bearing waste drums generated from Ningyo-Toge uranium plants. The methodology of newly active neutron assay systems (JAWAS-N) is based on the fast neutron direct interrogation (FNDI) method developed by NSEC. The systems are composed of neutron generator and He-3 proportional counters with concrete structures functioned as reflector or shielding. FNDI method is defined as followings. Neutron generator produces pulses of 14 MeV neutrons that are directed into drum to induce U-235 fissions in matrix. Secondary fission neutrons generated from U-235 with fast or epithermal neutron energy will be detected by He-3 proportional counters with the diffusion decay time on the order of hundreds micro-second. Neutron detectors which are designed to detect only fast and epithermal neutrons, will be extracted fission neutrons by mathematical analysis methods and be determined U-235 mass. The Systems will be contributed to the field of material accountancy in Ningyo-Toge uranium plants. The systems' verifications through the mockup tests and trials for actual waste drams measurement will be reported.