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Demonstration result of sample assay system equipped alternative He-3 detectors

代替He-3検出器を装備したサンプル測定システムのデモンストレーション結果

中村 仁宣; 向 泰宣; 飛田 浩; 中道 英男; 大図 章; 呉田 昌俊; 栗田 勉; 瀬谷 道夫

Nakamura, Hironobu; Mukai, Yasunobu; Tobita, Hiroshi; Nakamichi, Hideo; Ozu, Akira; Kureta, Masatoshi; Kurita, Tsutomu; Seya, Michio

原子力機構ではHe-3の代替技術としてZnS/$$^{10}$$B$$_{2}$$O$$_{3}$$セラミックシンチレータを用いた中性子検出器の開発を進めてきた。この検出器はASAS(代替サンプル測定システム)といい、現在査察でMOX粉末等の測定に使用しているHe-3タイプのサンプル測定システム(INVS)を参考としたものである。He-3の代替技術としてPuの測定ができることを示すため、原子力機構ではASASを設計・製作し、実際のプルトニウム(MOX粉末)を用いた測定試験(デモンストレーション)を実施した。測定試験では、検出器の基本性能評価(FOM評価)のほか、測定のばらつきや不確かさ評価を行なうとともに、個々の性能についてINVSとの比較を実施した。その結果、代替He-3による中性子検出器(ASAS)の技術開発に関し、課題はあるものの、実際に使用している査察機器(INVS)と遜色のない定量性(測定不確かさ)を示すことができた。

JAEA conducted an R&D project to develop a new type of neutron detector using ZnS/$$^{10}$$B$$_{2}$$O$$_{3}$$ ceramic scintillator (as an alternative neutron detector to He-3) with support of Japanese government. The design of the JAEAs alternative system (ASAS: Alternative Sample Assay System using ceramic scintillator tubes) refers basically to the INVS (INVentory Sample assay system) which is the passive type of neutron assay system equipped total 18 He-3 tubes and capable of measuring the small amount of Pu in the MOX powder or Pu nitrate solution in a vial for nuclear material accountancy and safeguards verification. In order to prove the alternative technology and the performance instead of He-3 detector, and to establish Pu measurement capability, JAEA developed and fabricated ASAS equipped 24 alternative ceramic scintillator tubes (which is equivalent to the same counting efficiency of INVS) and demonstrated. The demonstration activity implemented the confirmation of reproducibility about sample positioning, optimization of detector parameters, counting statistical uncertainty, stability check and figure of merit (FOM) using Cf check source and actual MOX powder in PCDF (Plutonium Conversion Development Facility). In addition, performance comparison between the current INVS and the ASAS was also implemented. In this paper, we present demonstration results with design information with Monte-Carlo simulation code (MCNP).

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