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Demonstration of $$gamma$$-ray pipe-monitoring capabilities for real-time process monitoring safeguards applications in reprocessing facilities

再処理施設における$$gamma$$線パイプモニタリングの実時間保障措置工程監視能力の実証

Rodriguez, D.; 谷川 聖史; 西村 和明; 向 泰宣; 中村 仁宣; 栗田 勉; 高峰 潤; 鈴木 敏*; 関根 恵; Rossi, F.; 小泉 光生; 瀬谷 道夫; 富川 裕文

Rodriguez, D.; Tanigawa, Masafumi; Nishimura, Kazuaki; Mukai, Yasunobu; Nakamura, Hironobu; Kurita, Tsutomu; Takamine, Jun; Suzuki, Satoshi*; Sekine, Megumi; Rossi, F.; Koizumi, Mitsuo; Seya, Michio; Tomikawa, Hirofumi

再処理施設の核物質に対しては、ランダムサンプル検認と、追加的な重要タンク内溶液の体積、質量のみの連続監視システムによる"知識の連続性"保持により、保障措置が掛けられている。核物質溶液がタンク及び工程装置を結ぶ配管を流れる際に、特徴的な$$gamma$$を測定し、核物質を実時間で検認することで、工程監視を改善できる可能性がある。われわれは、東海再処理工場の転換技術開発施設で、この$$gamma$$パイプモニタリングを、硝酸Pu移送の際に試した。この際$$gamma$$測定は、ランタン・ブロマイド検出器、及び$$gamma$$の計数時刻とエネルギーを記録するリストモード・データ取得システムを用いて実施した。この測定結果とその分析は、配管内溶液の同位体組成、工程移動時刻、(単位時間当たりの)溶液流量及び移動溶液量を求められる能力を実証するものであり、実際に適用可能な保障措置検認工程監視の導入に繋がる。

Nuclear material in reprocessing facilities is safeguarded by random sample verification with additional continuous monitoring applied to solution masses and volume in important tanks to maintain continuity-of-knowledge of process operation. Measuring the unique $$gamma$$ rays of each solution as the material flows through pipes connecting all tanks and process apparatuses could potentially improve process monitoring by verifying the compositions in real time. We tested this $$gamma$$ ray pipe-monitoring method using plutonium-nitrate solution transferred between tanks at the PCDF-TRP. The $$gamma$$ rays were measured using a lanthanum-bromide detector with a list-mode data acquisition system to obtain both time and energy of $$gamma$$-ray. The analysis and results of this measurement demonstrate an ability to determine isotopic composition, process timing, flow rate, and volume of solution flowing through pipes, introducing a viable capability for process monitoring safeguards verification.

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分野:Nuclear Science & Technology

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