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福島第一原子力発電所における燃料デブリ中の核燃料物質定量に関する候補技術の特性研究,3; アクティブ中性子法(中間報告)

Characterization study of candidate technologies for nuclear material quantification in fuel debris at Fukushima Daiichi Nuclear Power Station, 3; Active neutron technique (interim report)

米田 政夫   ; 前田 亮  ; 古高 和禎  ; 飛田 浩; 服部 健太朗; 下総 太一; 大図 章  ; 呉田 昌俊   

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

本報告は、福島第一原子力発電所における燃料デブリ中の核燃料物質定量に関する候補技術の特性評価の一環として実施したアクティブ中性子法の適用性評価結果を示すものである。本特性研究では、アクティブ中性子法の一つであるFNDI (Fast neutron direct interrogation)法を用いている。本手法は、中性子発生管から発生する高速中性子を核物質に直接照射し、熱化した中性子により誘起される核分裂中性子の数と消滅時間から核分裂性物質量を導出するものである。これまでTMI型キャニスタモデルを用いた非破壊測定システムを用いたシミュレーション解析によりFNDI法を適用した場合の測定性能を評価してきた。今回、新たなキャニスタモデルに対応するため装置デザインの改良を行い、新たな装置デザインでの測定性能をシミュレーションで解析した。その結果、デブリ中に含まれるB-10濃度が0.04wt%以下であれば、20%以内の不確かさで測定可能であることが明らかになった。

This report describes applicability evaluation results of active neutron technique (AN) for characterization study of candidate technologies for nuclear material quantification in fuel debris at Fukushima Daiichi Nuclear Power Station. In this characterization study, we used the Fast Neutron Direct Interrogation (FNDI) method which is one of the active neutron methods. We had performed simulation studies of the FNDI measurement system for measuring the debris using the Three Mile Island (TMI) canister model. Since then, we have modified the design of the FNDI measurement system in order to apply the new canister model, and carried out simulations of a common set of debris models. As the result of the simulations, it has been found that the fissile mass can be measured with an error of less than 20% under the condition in which B-10 density is less than 0.04 wt%.

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