Progress and future prospects of nuclear forensics technology development project at JAEA

木村 祥紀; 篠原 伸夫; 佐藤 兼章; 戸田 暢史; 篠田 芳晴; 舟竹 良雄; 綿引 優; 久野 祐輔

Proceedings of INMM 55th Annual Meeting (Internet), 7 Pages, 2014/07

2010年にワシントンDCで開催された核セキュリティサミットにおいて日本政府は、核物質の測定、検知及び核鑑識に係る技術の開発を3年間を目途に確立し、国際社会と共有するという声明を発表した。この声明を受け、核鑑識技術開発に必要なさまざまな分析能力を有している原子力機構は、2011年度から核鑑識技術の開発を開始した。原子力機構における核鑑識技術開発は、同位体・不純物測定技術や粒子形状分析技術、年代測定技術といった核鑑識分析技術に加えて、国家核鑑識ライブラリのプロトタイプ開発をカバーしている。本発表では、原子力機構における核鑑識技術開発プロジェクトの2011年度から2013年度までの進捗を報告する。また、当該プロジェクトの今後の展開についても発表する。

「原子力平和利用と核不拡散・核セキュリティに係る国際フォーラム; 東電福島第一原子力発電所事故を踏まえた、今後の核燃料サイクルのオプションに係る核不拡散・核セキュリティの確保」フォーラム報告書

山村 司; 須田 一則; 富川 裕文; 鈴木 美寿; 久野 祐輔; 持地 敏郎

JAEA-Review 2014-011, 74 Pages, 2014/03

JAEA-Review-2014-011.pdf:6.18MB

日本原子力研究開発機構は、2013年12月3日,4日に、「原子力平和利用と核不拡散・核セキュリティに係る国際フォーラム; 東電福島第一原子力発電所事故を踏まえた、今後の核燃料サイクルのオプションに係る核不拡散・核セキュリティの確保」を開催した。フォーラムでは、日本,米国,仏国の政府及び国際原子力機関(IAEA)からの出席者が、それぞれの国や所属機関等における原子力平和利用と核不拡散に係る取組み等について講演した。また、パネル討論では、「東電福島第一原子力発電所事故を踏まえた、核燃料サイクルのオプションに係る核不拡散・核セキュリティ方策」及び「核燃料サイクルのオプションに係る核不拡散確保のための保障措置や技術的措置の役割」という2つのテーマで議論が行われた。前者では、核燃料サイクルの2つのオプションの核不拡散・核セキュリティ上の課題について、後者では保障措置やプルトニウム燃焼技術等の核拡散抵抗性技術が核燃料サイクルのバックエンドにおける核不拡散・核セキュリティ確保に果たすべき役割について議論した。本報告書は、同フォーラムの基調講演の要旨、パネル討論の概要及びパネル討論で使用された発表資料を収録したものである。

Feasibility study of passive spectrometry of molten core material from Fukushima Daiichi Nuclear Power Station unit 1, 2 and 3 cores for special nuclear material accountancy; Low-volatile FP and special nuclear material inventory analysis and fundamental characteristics of -rays from fuel debris

相樂 洋; 富川 裕文; 綿引 優; 久野 祐輔

Journal of Nuclear Science and Technology, 51(1), p.1 - 23, 2014/01

https://doi.org/10.1080/00223131.2014.852994

パッシブスペクトロメトリを用いた福島第一原子力発電所1, 2, 3号機炉心溶融燃料の核燃料物質計量性のフィージビリティスタディを、低揮発性FP及び核燃料物質インベントリ評価並びに燃料デブリからの漏えい線基礎特性評価に焦点を当て実施した。低揮発性FPであるEu, Ceと核燃料物質の重量比を、炉心平均及び燃焼度依存で導出した。不確実性として、U濃縮度,比出力,水ボイド率,冷却期間,計算コード精度及び揮発率を考慮して評価した。同様の手法は3号炉にも適用可能だが、1照射MOX燃料が分離して存在する場合不確実性は大きくなる。事故後時間経過に応じた線源スペクトル評価結果より、Euは、5, 10, 20年後までピークは顕著であり、Ceは10年後まではピークが見られるが20年後までの間に減衰しピークは確認されない、Csは134及び137ともに放出率99%を考慮してもピークは顕著であり、検出可能性を確認した。質量減弱係数をデブリのさまざまな組成に対し評価し、1.2MeV以上の高エネルギーにおいて、燃料デブリ組成依存性が限定的であることを確認した。線漏えい率に対するさまざまなパラメータによる感度解析を実施し、一定以上の大きさの燃料デブリにおいて重大な遮蔽影響を確認し、Euの特性線のピーク比と線漏えい率の相関性を整理した。最後にTMI-2での収納缶を模擬した仮想収納缶モデルを使った予備的解析結果を示し、今後の研究計画を紹介した。

日本原子力研究開発機構における国内核鑑識ライブラリ開発の現状と今後の展望

木村 祥紀; 篠原 伸夫; 舟竹 良雄; 佐藤 兼章; 戸田 暢史; 篠田 芳晴; 綿引 優; 久野 祐輔

核物質管理学会(INMM)日本支部第34回年次大会論文集(インターネット), 9 Pages, 2013/10

原子力機構では、不法移転された核物質や放射性物質の属性を特定する核鑑識に係る分析手法をはじめとした技術開発を進めている。その開発項目の一つとして、核鑑識分析で得られた分析データから押収物質の起源や由来といった「属性」を特定し、それが国内のものかを判定する国内核鑑識ライブラリのプロトタイプ開発を進めている。本件では、国内核鑑識ライブラリの検討及び開発状況と今後の展望について報告する。また、原子力機構が参加した国内核鑑識ライブラリに係る国際トレーニングの概要と、その結果について報告する。

R&D status and future plan of nuclear forensics for analytical technology and national library at JAEA

木村 祥紀; 篠原 伸夫; 佐藤 兼章; 戸田 暢史; 篠田 芳晴; 綿引 優; 久野 祐輔

Proceedings of INMM 54th Annual Meeting (CD-ROM), 7 Pages, 2013/07

2010年にワシントンDCで開催された核セキュリティサミットにおいて日本政府は、核物質の測定、検知及び核鑑識にかかわる技術の開発を3年間を目途に確立し、国際社会と共有するという声明を発表した。この声明を受け、核鑑識技術開発に必要なさまざまな分析能力を有している原子力機構は、2011年度から核鑑識技術の開発を開始した。原子力機構における核鑑識技術開発は、同位体・不純物測定技術や粒子形状分析技術、年代測定技術といった核鑑識分析技術に加えて、国家核鑑識ライブラリのプロトタイプ開発をカバーしており、各分野において米国DOEと国際協力の下で研究開発が進められている。研究開発プロジェクトの第一段階として、分析技術とライブラリの研究開発の結果が2013年度までに国際社会と共有される予定となっている。本発表では、原子力機構における核鑑識分析技術及び核鑑識ライブラリの研究開発プロジェクトの現状と一部結果について発表する。また研究開発の展望として、日本由来の核物質の特性評価や、核鑑識ライブラリへの原子力機構の核物質データの登録計画などについても発表する。

Study on sustainable regional nuclear fuel cycle framework from nuclear non-proliferation viewpoint, 5; Comprehensive evaluation of Asian regional MNA framework

久野 祐輔; 田崎 真樹子; 秋葉 光徳*; 安達 武雄*; 高嶋 隆太*; 田中 知*

Proceedings of INMM 54th Annual Meeting (CD-ROM), 10 Pages, 2013/07

本研究では、フロントエンド,バックエンド両者を対象としたアジア地域多国間管理枠組み研究における最終提案について総合評価を行ったので報告する。

プルトニウムのトリレンマにいかに対処するか; 原子力政策転換に伴うプルトニウム核不拡散への対応

久野 祐輔; 鈴木 美寿; 山村 司; 田崎 真樹子

日本原子力学会誌ATOMO, 55(2), p.111 - 116, 2013/02

原子力政策見直しにおけるプルトニウムの取扱い及び新たに加わった使用済燃料の処分にかかわる核不拡散・核セキュリティ上の課題について整理し、プルトニウムや使用済燃料に対するこれまでの米国を中心とした国際社会の対応、今後予想される対日政策などについて考察するとともに、我が国として検討すべき多様なオプションについて核不拡散の観点から議論した。

Sensitivity analysis of low-volatile FPs and Cm-244 inventory in irradiated nuclear fuel for special nuclear material accountancy in fuel debris

相樂 洋; 富川 裕文; 綿引 優; 久野 祐輔

Transactions of the American Nuclear Society, 107(1), p.803 - 804, 2012/11

Eu, Ce, Ru等のFPは炉心溶融事象においても放出率が小さく燃料デブリ内に留まっていたことが知られている。Ce-144/Pr-144のパッシブスペクトロスコピーがTMI-2では用いられており、Eu-154やRu-106の適用可能性もある。またパッシブ中性子測定についても核物質定量に用いられてきた技術である。しかしながら通常使用済燃料と異なり、溶融燃料は炉心内での装荷位置、FP放出率、照射履歴等の情報が失われている。本研究では、不揮発性FP及びCm-244インベントリの照射パラメータ及び計算精度に対する感度解析を実施し、燃料デブリ中の核物質定量に適用可能な指標を検討することを目的とする。

Feasibility study of spectroscopy of low-volatile FPs for special nuclear material accountancy in molten core material

相樂 洋; 富川 裕文; 綿引 優; 久野 祐輔

Proceedings of INMM 53rd Annual Meeting (CD-ROM), 10 Pages, 2012/07

TMI-2で用いられた核物質計量技術をレビューし、不揮発性FPのスペクトロスコピーによる核物質計量フィージビリティスタディを数値解析により実施した。核物質のうちPu量について、濃縮度、燃焼度、中性子スペクトル、出力密度のパラメータに対する感度解析を行った。PWRであるTMI-2と比較すると、BWR燃料は軸方向上で幅広い中性子スペクトルと複数照射サイクル燃料集合体があり、中性子捕獲反応を通じて生成されるFP蓄積量はよりばらつく傾向を示した。結果として、測定起因誤差を除くインベントリー分析の範囲では、燃焼度依存のEu/Pu比によるPuは15-18%の不確実性で推定が可能であり、Ce/Pu比によるPuはCeからの線が検出できる10年間程度以内ではあるが、20%程度の不確実性で推定が可能である。最後にパッシブスペクトロスコピーのシステムイメージと、今後の計画として模擬デブリを用いた測定と自己遮へい補正について紹介した。

「原子力平和利用と核不拡散にかかわる国際フォーラム」結果報告

清水 亮; 鈴木 美寿; 桜井 聡; 玉井 広史; 山村 司; 直井 洋介; 久野 祐輔

JAEA-Review 2011-038, 116 Pages, 2012/02

JAEA-Review-2011-038.pdf:21.45MB

原子力の平和利用と核不拡散,核セキュリティの両立に向けた取り組みと、原子力新興国への協力のあり方について、関係する各国の専門家との意見交換を通じて広く理解推進を図るとともに、現状と課題を共有し、今後の議論に繋げていくことを目的として、「原子力平和利用と核不拡散にかかわる国際フォーラム」を原子力機構,日本国際問題研究所,東京大学G-COEの三者共催により、2011年2月2日,3日の2日間に渡り、学士会館(東京)において開催し、延べ310名の参加を得て盛況のうちに終了した。本報告書は、同フォーラムの基調講演要旨,パネル討論の概要、及びパネル討論で使用された発表資料を収録したものである。