中性子共鳴濃度分析法の性能評価,2; 中性子共鳴捕獲線分析法

Characteristics of neutron resonance densitometry, 2; Neutron resonance capture analysis

土屋 晴文 ; 原田 秀郎   ; 小泉 光生 ; 北谷 文人  ; 呉田 昌俊   ; Becker, B.*; Kopecky, S.*; Heyse, J.*; Paradela, C.*; Mondelaers, W.*; Schillebeeckx, P.*

Tsuchiya, Harufumi; Harada, Hideo; Koizumi, Mitsuo; Kitatani, Fumito; Kureta, Masatoshi; Becker, B.*; Kopecky, S.*; Heyse, J.*; Paradela, C.*; Mondelaers, W.*; Schillebeeckx, P.*

粒子状の溶融燃料デブリに含まれるウランやプルトニウム同位体を非破壊で定量することを目的に、中性子共鳴濃度分析法(NRD)の技術開発を進めてきた。NRDは、中性子共鳴透過分析法(NRTA)に中性子共鳴捕獲線分析法(NRCA)、あるいは即発線分析法(PGA)を組み合わせた技術である。NRDにおけるNRCA/PGAの役割は、主にCsによる高放射線場においてデブリ中の原子炉や建屋の構造材、ボロンなどの不純物を同定することである。これを実現するため、LaBr結晶を用いた新型の線検出器やそれ専用の遮蔽体を開発した。これらの線検出器や遮蔽体を用いて、ベルギーの中性子飛行時間施設GELINAにおいて公開デモ実験を実施した結果、第三者によってブラックボックス内に密封された試料(Hf, Gd, Ni)を同定することに成功した。本発表では、開発した線検出器の設計概念と測定原理、及びNRCAデモ実験結果について報告する。

Neutron Resonance Densitometry (NRD) was developed as a non-destructive assay to quantify U and Pu isotopes in particle-like debris. NRD is composed of neutron resonance transmission analysis (NRTA) and Neutron Resonance Capture Analysis (NRCA) or Prompt Gamma-ray Analysis (PGA). NRCA/PGA in NRD plays a role of identifying impurities in debris under the high-radiation field primarily caused by Cs. For this purpose, a novel LaBr -ray detector employing specific shields has been newly developed. With the developed -ray detector, a demonstration NRCA experiment was performed at a neutron time of flight facility GELINA (Belgium). As a result, samples (Hf, Gd, Ni) placed in a black box that is completely sealed by third party were successfully identified by the experiment. This presentation explains the design concept of the ray detector including its detection principle and details of the demonstration NRCA experiment.