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論文

Applicability evaluation of candidate technologies for nuclear material quantification in fuel debris at Fukushima Daiichi Nuclear Power Station; Active neutron technique (Interim report)

米田 政夫; 前田 亮; 古高 和禎; 飛田 浩; 服部 健太朗; 下総 太一; 大図 章; 呉田 昌俊

Proceedings of INMM 57th Annual Meeting (Internet), 10 Pages, 2016/07

FNDI法を用いた非破壊計量管理システムの開発を行っている。FNDI法はアクティブ法測定の一種であり、誘発核分裂核種(U-235, Pu-239, Pu-241)の総量を求めることができる。これまでに、TMIのキャニスタを仮定したデブリ計測システムの設計解析を実施しており、その結果はINMM-56において発表している。その後、福島第一原子力発電所燃料デブリ用キャニスタ及びデブリ組成の計算モデルの検討を行い、その結果を用いたデブリ計測システムの改良を進めてきた。本発表では、その新しいNDA計測システムを用いたデブリ測定の解析及び評価結果を示す。それに加え、多くの核物質を含むデブリが測定に与える影響について、解析による検討結果を示す。

論文

高速中性子直接問いかけ法を用いた燃料デブリ内核物質非破壊測定に関する研究

前田 亮; 古高 和禎; 呉田 昌俊; 大図 章; 飛田 浩; 米田 政夫; 服部 健太朗

核物質管理学会(INMM)日本支部第36回年次大会論文集(インターネット), 9 Pages, 2015/12

2011年3月11日に発生した福島第一原子力発電所事故により、燃料デブリが発生しているとされている。燃料デブリはその組成が不明で、水,中性子吸収材,金属等が含まれていることが予想されるため、デブリ内核物質の非破壊測定には困難が伴うと考えられる。一方、廃棄物中の核物質測定のために長年研究されてきた高速中性子直接問いかけ(FNDI)法は、測定対象の組成に依存せずに核物質量の測定が可能である。この特長に着目してFNDI法を用いた燃料デブリ内核物質の非破壊測定を目的とした研究に着手した。本報では、燃料デブリ収納缶を対象とした非破壊測定システムの設計と燃料デブリの組成が変化した時のFNDI法の適用性についてモンテカルロ・シミュレーションを用いて行った検討結果を報告する。

論文

Simulation study on non-destructive assay for fuel debris by using Fast Neutron Direct Interrogation (FNDI) method

前田 亮; 古高 和禎; 呉田 昌俊; 大図 章; 飛田 浩; 米田 政夫; 服部 健太朗

Proceedings of INMM 56th Annual Meeting (Internet), 8 Pages, 2015/07

原子力機構では、核物質の総量の非破壊測定法として有望な高速中性子直接問いかけ法の福島第一原子力発電所燃料デブリへの適用可能性の検討を開始した。本講演では、モンテカルロシミュレーションコードPHITSを用いて設計した非破壊測定装置の基本設計とモンテカルロシミュレーションコードMVPを用いて予測した燃料デブリの組成と測定値との関係及び、我々が新たに開発したツールを用いた中性子束分布の4次元可視化結果について報告する。

口頭

高速中性子直接問いかけ法の燃料デブリへの適用性検討,2; 非破壊測定装置の基本設計

前田 亮; 古高 和禎; 呉田 昌俊; 大図 章; 飛田 浩; 春山 満夫; 米田 政夫; 服部 健太朗

no journal, , 

原子力機構では、燃料デブリの有望な非破壊測定技術として期待されている核分裂性核種(Fissile)の総量を計測する技術である高速中性子直接問いかけ法(FNDI法)に着目して、燃料デブリを収納した容器内のFissile量の測定に適用できるかどうかの可能性について検討を開始した。本報では、モンテカルロ解析コードPHITSや新たに開発した可視化ツールを用いた非破壊測定装置の基本設計の現状と、中性子拡散特性の3次元時系列可視化結果について報告する。

口頭

高速中性子直接問いかけ法の燃料デブリへの適用性検討,1; 短期計画とパラメータ解析の中間報告

呉田 昌俊; 前田 亮; 大図 章; 古高 和禎; 飛田 浩; 春山 満夫; 米田 政夫; 服部 健太朗

no journal, , 

福島第一原子力発電所事故により発生する燃料デブリの計量管理や測定については方針が決まっておらず、今後ステークホルダーにより決定される。原子力機構では、有望な非破壊測定技術として期待されている核分裂性核種(Fissile)の総量を計測する技術である高速中性子直接問いかけ法(FNDI法)に着目して、燃料デブリを収納した容器内のFissile量の測定に適用できるかどうかの可能性について検討を開始した。本報では、平成26年度および27年度の実施計画と燃料デブリの組成がFNDI法による中性子測定結果に及ぼす影響に関する途中経過について報告する。

口頭

高速中性子直接問いかけ法を用いた燃料デブリ非破壊測定に関する研究

前田 亮; 古高 和禎; 呉田 昌俊; 大図 章; 飛田 浩; 米田 政夫; 服部 健太朗

no journal, , 

福島第一原子力発電所(1F)事故では原子炉燃料と原子炉構造体が溶融凝固した燃料デブリが発生していると考えられている。その廃止措置では保障措置のために燃料デブリに含まれる核物質の計量管理が必要である。原子力センシング研究グループでは、核分裂性核種の総量を非破壊で計測する技術として有望視されている高速中性子直接問いかけ(FNDI)法を用いたデブリ内核物質の非破壊測定技術の開発を行っている。本発表では核物質測定システムの設計とデブリの内容物が測定に及ぼす影響について報告する。

口頭

高速中性子直接問いかけ法を用いた燃料デブリ内核物質測定装置の設計研究

前田 亮; 古高 和禎; 呉田 昌俊; 大図 章; 米田 政夫; 飛田 浩; 服部 健太朗

no journal, , 

福島第一原子力発電所(1F)により発生していると考えられている燃料デブリの計量管理技術について、候補技術の絞り込み作業が原子力機構と米国DOEの共同研究の一部として実施された。原子力機構では選定された候補技術のうち、3つの手法について適用性の検討を行っている。本報では、候補技術の一つである高速中性子直接問いかけ法を用いた燃料デブリの計量管理に関するシミュレーション結果について報告する。

口頭

福島第一原子力発電所における燃料デブリ中の核燃料物質定量に関する候補技術の特性研究,3; アクティブ中性子法(中間報告)

米田 政夫; 前田 亮; 古高 和禎; 飛田 浩; 服部 健太朗; 下総 太一; 大図 章; 呉田 昌俊

no journal, , 

本報告は、福島第一原子力発電所における燃料デブリ中の核燃料物質定量に関する候補技術の特性評価の一環として実施したアクティブ中性子法の適用性評価結果を示すものである。本特性研究では、アクティブ中性子法の一つであるFNDI (Fast neutron direct interrogation)法を用いている。本手法は、中性子発生管から発生する高速中性子を核物質に直接照射し、熱化した中性子により誘起される核分裂中性子の数と消滅時間から核分裂性物質量を導出するものである。これまでTMI型キャニスタモデルを用いた非破壊測定システムを用いたシミュレーション解析によりFNDI法を適用した場合の測定性能を評価してきた。今回、新たなキャニスタモデルに対応するため装置デザインの改良を行い、新たな装置デザインでの測定性能をシミュレーションで解析した。その結果、デブリ中に含まれるB-10濃度が0.04wt%以下であれば、20%以内の不確かさで測定可能であることが明らかになった。

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