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Characterization study of four candidate technologies for nuclear material quantification in fuel debris at Fukushima Daiichi Nuclear Power Station, 4; Numerical simulations for active neutron technique

福島第一原子力発電所のデブリ中核燃料物質定量に関するシミュレーション,4; アクティブ中性子法

米田 政夫; 前田 亮; 大図 章; 呉田 昌俊; 藤 暢輔 

Komeda, Masao; Maeda, Makoto; Ozu, Akira; Kureta, Masatoshi; Toh, Yosuke

アクティブ中性子法の一つであるFNDI法を用いた核物質の計量管理技術の開発を行っている。FNDI法は、対象物にパルス中性子を照射し、そこで発生する核分裂中性子の総数及び消滅時間を用いて核分裂性物質量を求める測定法である。FNDI法を用いたデブリ計測システムの設計解析に取り組んでおり、次のような計算モデルを作成してシミュレーションを実施した。装置高さ: 140cm、装置外径: 80cm、He-3検出器(長さ100cm、直径2.5cm)本数: 16本。デブリの状態として湿式と乾式の2種類を考え、乾式デブリでは中性子の減速効果を補うために収納管周りにポリエチレンを取り付けている。シミュレーションは計算コードMVPを用いた。本発表では燃焼組成や均質度を変えた様々なデブリに対する計算結果及びFNDI法を用いたデブリ測定の適用範囲に関する検討結果を示す。

We have developed a special Nuclear Material Accountancy (NMA) technique using the Fast Neutron Direct Interrogation (FNDI) method which is one of active neutron techniques. A measurement system, for fuel debris at Fukushima Daiichi Nuclear Power Station, implemented in the simulation was designed as follows. This system has a neutron generator, which can produce neutron yield of 1$$times$$10$$^{6}$$ per pulse in 1 kHz repetition rate. The length of the system is 140 cm, and the outer diameter is 80cm. Sixteen He-3 detectors, 100 cm in length and 2.5 cm in diameter, are installed. Simulations were carried out using the Monte Carlo code MVP developed at JAEA. This work provides simulation results and the applicable range of the FNDI method for fuel debris, using various debris model parameters for example, burn-up composition and heterogeneous materials.

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