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Investigation into cause of increasing count rate on PIMS at RRP, 1; Search of potential causes

六ヶ所再処理工場におけるPIMSの計数率上昇に係る原因調査,1; 潜在的な要因調査

向 泰宣; 中村 仁宣; 中道 英男; 栗田 勉; 野口 佳彦*; 田村 崇之*; 池亀 功*; 清水 純治*

Mukai, Yasunobu; Nakamura, Hironobu; Nakamichi, Hideo; Kurita, Tsutomu; Noguchi, Yoshihiko*; Tamura, Takayuki*; Ikegame, Ko*; Shimizu, Junji*

六ヶ所再処理工場に設置されているPIMSはグローブボックス内機器のPu量を全中性子測定により定量する装置である。PIMSは同時中性子法を用いていないため、現状のプロセス状態と校正時に決定したPu量へ変換するパラメータが一致していることが非常に重要である。PIMSは、2006年に校正され、以後、計量管理目的でグローブボックス内のPu量の直接測定を実施している。しかしながら、インターキャンペーンの長期間、工程内に新たなMOX粉末が工程内に投入されていないにもかかわらずPIMSの計数値が予期せず継続的に上昇していることがわかった。当該事象の主たる原因を突き止めるため、原子力機構とJNFLは共同で複数の調査を実施した。その調査において、装置のシステムパラメータの設定値、MOX粉末貯蔵時のO/Mや含水率変化に伴う中性子発生挙動、及びグローブボックス内で使用されている軽元素(パッキン等で使用されるテフロン)とMOX粉末との相互作用に着目した試験をPCDFにおいてMOX粉末を用いて実施した。その結果、MOX粉末とテフロンを共存させた試験においてPIMSで確認された継続的な計数値上昇と類似した挙動が確認された。このことから、PIMSの継続的な計数値上昇の主たる原因は、テフロンとMOX粉末の接触で生じる($$alpha$$, $$n$$)反応に伴うものであると結論付けた。

The PIMS used at Rokkasho Reprocessing Plant can quantify plutonium amount in each process vessel located inside glovebox by means of neutron measurement. Since the PIMS is not used for the neutron coincidence counting, it is very important to maintain that those constants meet the actual process condition. PIMS was calibrated in 2006, and then JNFL has been started to measure the Pu amount directly in each glovebox for the purpose of facility NMA. However, it was found that PIMS counting was unexpectedly and continuously increased during long time of inter-campaign. In order to find out the main cause, JAEA and JNFL jointly conducted several investigations. In the investigations, correctness of system parameters and relevant constants, behavior of the neutron generation when MOX powder is stored in actual glovebox for a long time (to see O/M and moisture change) and the behavior focused on the relation between MOX powder and light element using inside glovebox (fluorine is included in the PTFE which is used in many gloveboxes as packing of instruments) were experimentally confirmed using MOX powder in PCDF. As a result, since the same behavior happened in the actual PIMS was confirmed in the testing environment in which MOX powder coexists with fluorine, it is concluded that the main potential cause of PIMS is the increasing of the probability of ($$alpha$$, $$n$$) reactions by a contact between PTFE and MOX powder.

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