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高速中性子直接問いかけ法を用いた燃料デブリ内核物質非破壊測定に関する研究

Study on nondestructive measurement of nuclear materials in fuel debris by using fast neutron direct interrogation method

前田 亮; 古高 和禎; 呉田 昌俊; 大図 章; 飛田 浩; 米田 政夫; 服部 健太朗

Maeda, Makoto; Furutaka, Kazuyoshi; Kureta, Masatoshi; Ozu, Akira; Tobita, Hiroshi; Komeda, Masao; Hattori, Kentaro

2011年3月11日に発生した福島第一原子力発電所事故により、燃料デブリが発生しているとされている。燃料デブリはその組成が不明で、水,中性子吸収材,金属等が含まれていることが予想されるため、デブリ内核物質の非破壊測定には困難が伴うと考えられる。一方、廃棄物中の核物質測定のために長年研究されてきた高速中性子直接問いかけ(FNDI)法は、測定対象の組成に依存せずに核物質量の測定が可能である。この特長に着目してFNDI法を用いた燃料デブリ内核物質の非破壊測定を目的とした研究に着手した。本報では、燃料デブリ収納缶を対象とした非破壊測定システムの設計と燃料デブリの組成が変化した時のFNDI法の適用性についてモンテカルロ・シミュレーションを用いて行った検討結果を報告する。

Fukushima Daiichi Nuclear Disaster in March 11th in 2011 is considered to produce fuel debris. It is difficult to measure nondestructively the amount of fissile materials in the fuel debris since the constituents of the debris are unknown and it may contain various materials such as water, metal, and even neutron absorber. A fast neutron direct interrogation (FNDI) method, which has been developed for long years to measure uranium bearing wastes drums, can measure an amount of nuclear materials regardless of a matrix of the wastes drums. We have studied nondestructive assay for nuclear materials in fuel debris by using the FNDI method. In this paper, we report on a design study of a nondestructive measurement system for debris canister and results of the investigation on the applicability of the FNDI method to the fuel debris containing various materials using Monte Carlo simulations.

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