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,4; パッシブ法(中間報告)

Characterization study of nuclear material quantification technologies for fuel debris at Fukushima Daiichi Nuclear Power Station, 4; Passive technique (Interim report)

芝 知宙  ; 相楽 洋*; 富川 裕文

Shiba, Tomooki; Sagara, Hiroshi*; Tomikawa, Hirofumi

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パッシブガンマ法の適用性評価結果を示すものである。本手法は、原子炉のシビアアクシデント時の高温環境下でも、ウランやプルトニウム等の核物質と化学的に随伴するユウロピウム(Eu)やセリウムといった核分裂生成物からの線を計測することにより、核物質の重量と燃焼度を推定する手法である。本研究ではまず、共通モデルを用いたシミュレーションを行うために、簡便かつ正確なシミュレーション用線源作成手法を開発した。その後、収納缶内のデブリが均質に分布する場合を仮定した、収納缶からの漏洩線シミュレーションを行った。シミュレーションによる評価の結果、Parkerの密度補正手法を適用することにより、Eu量のばらつきが仮想的な検量線に対して最大で10%程度に収まる見通しを得た。

This report describes applicability evaluation results of passive gamma technique which is conducted as a part of the characterization study of candidate technologies for nuclear material quantification in fuel debris at Fukushima Daiichi Nuclear Power Station. Fission products (FPs) such as europium (Eu) and cerium are supposed to chemically coexist with nuclear materials even in high temperature environment in the severe accident of nuclear reactors. In our Passive Gamma ray Spectroscopy, rays from such FPs are measured and their amount and burnup are estimated. Then we multiply the mass ratio of the FPs and nuclear materials, and we obtain the mass of nuclear material of interest. In the study, first we have developed the relatively simple but accurate enough method to build up ray source. The subsequent simulation of leakage rays from canister was performed supposing homogeneous distribution of fuel debris in the canister. As the result, the maximum difference of dispersion between Eu amount and hypothetical calibration curve was around 10% at maximum using the density correcting method by Parker.