PGAを用いたホウ素イメージング

Boron imaging with prompt gamma-ray activation analysis

土川 雄介 ; 阿部 雄太  ; 大石 佑治*; 甲斐 哲也   ; 原田 正英   ; 及川 健一   ; 松本 吉弘*; Parker, J. D.*; 篠原 武尚   ; 永江 勇二 ; 佐藤 一憲 

Tsuchikawa, Yusuke; Abe, Yuta; Oishi, Yuji*; Kai, Tetsuya; Harada, Masahide; Oikawa, Kenichi; Matsumoto, Yoshihiro*; Parker, J. D.*; Shinohara, Takenao; Nagae, Yuji; Sato, Ikken

福島第一原子力発電所の解体作業では、溶融、再凝固した燃料棒等に含まれるホウ素分布を調査する必要がある。本研究では、中性子を用いたホウ素並びにホウ化物の空間分布測定技術開発を行った。ホウ素の中性子吸収に伴う即発ガンマ線を測定し、ホウ素量やその二次元分布を測定した。また、n(B,)反応における478keV線を用いて即発ガンマ線解析(PGAA)を行い、測定したピーク幅の情報から、特に溶融燃料棒やその周辺に存在することが予測されているZrBやFeBといったホウ化物が分離可能であることが測定結果から示唆された。J-PARC/MLFのNOBORU, RADENビームラインで行った測定と今後の課題、展望について報告、議論する。

In the decommissioning of the Fukushima-Daiichi (1F) Nuclear Power Plant, it is essential to understand characteristics of the melted core materials. The estimation of boride in the real debris is of great importance to develop safe debris removal plans. Hence, it is required to investigate the amount of boron in the melted core materials with nondestructive methods. Prompt gamma-ray activation analysis (PGAA) is one of the useful techniques to determine the amount of borides by means of the 478 keV prompt gamma-ray from neutron absorption reaction of boron. Moreover, it is well known that the width of the 478 keV gamma-ray peak is typically broadened due to the Doppler effect. The degree of the broadening is affected by coexisting materials, and can be recognized by the width of the prompt gamma-ray peak. As a feasibility study, the prompt gamma-ray from boride samples were measured using the NOBORU, and RADEN beamlines at the Materials and Life Science Experimental Facility (MLF) of Japan Proton Accelerator Complex (J-PARC).