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Delayed gamma-ray spectroscopy, 2; Experimental studies for determination of fissile materials ratios

遅発$$gamma$$線分光法,2; 核分裂性核種比決定のための実験研究

Rossi, F.; 小泉 光生; Rodriguez, D.; 高峰 潤; 瀬谷 道夫; Pedersen, B.*; Crochemore, J. M.*; Abbas, K.*; Bogucarska, T.*; Varasano, G.*

Rossi, F.; Koizumi, Mitsuo; Rodriguez, D.; Takamine, Jun; Seya, Michio; Pedersen, B.*; Crochemore, J. M.*; Abbas, K.*; Bogucarska, T.*; Varasano, G.*

保障措置分野では、高線量核物質の核分裂性核種の組成比の独立検認のために、新たな、改良アクティブ問い掛け法NDA技術が必要とされている。原子力機構とJoint Research Centre (JRC)は、サンプルの核分裂生成核種の崩壊からの遅発$$gamma$$線を測定することで、サンプル中核物質の核分裂性核種比を決める遅発$$gamma$$線分光法を共同で開発している。現在、低線量核物質サンプルを用いた測定がいくつかの施設で行われることとなっている。ここで、長半減期核分裂生成核種からの影響を最小限にするために、低エネルギー$$gamma$$線の遮へいと、3MeVを超える高いエネルギーの$$gamma$$線に注目する必要がある。この測定法では、異なる小型中性子源が使用されるが、いずれにおいても中性子エネルギーを熱エネルギー領域まで減速することが必要である。我々は、減速体及び反射体をMCNPを用いて最適化を進めており、また、問い掛け、移動、測定のシークエンスの最適化も進めている。現在進めている測定では、認証されたU/Puサンプルを使用しており、観測する遅発$$gamma$$線を同位体組成に比例する関連付けが可能となる。この発表では、最適化の状況とともに、U/Puサンプル中の核分裂性核種比決定のための実験キャンペーンを紹介する。

In the field of nuclear safeguards, new and improved active-interrogation NDA technologies are needed for the independent verification of the fissile composition in HRNM. JAEA and the JRC are now collaborating to develop DGS to determine ratios of fissile nuclides present in the sample measuring the decay gamma rays from FP. Measurements of LRNM samples are underway using different facilities. To minimize the interference from the LLFP, it is important to use shielding and to consider those gamma rays above 3-MeV. Different compact neutron sources are available, but all of them need to be slowed down to the thermal energy region. We are optimizing moderator and reflector materials using MCNP. Optimization of the irradiation, transfer and measurement sequence is now underway. The experiments we are conducting using certified mono-elemental U/Pu samples allow us to associate observed DG to the proportional isotopic compositions. In this paper we will present the current status of the optimization process and the experimental campaign for the determination of the ratio of fissile materials of U and Pu in a sample.

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