Evaluation technology for burnup and generated amount of plutonium by measurement of xenon isotopic ratio in dissolver off-gas at reprocessing facility (Joint research)

岡野 正紀; 久野 剛彦; 高橋 一朗*; 白水 秀知; Charlton, W. S.*; Wells, C. A.*; Hemberger, P. H.*; 山田 敬二; 酒井 敏雄

JAEA-Technology 2006-055, 38 Pages, 2006/12

JAEA-Technology-2006-055.pdf:3.33MB

使用済燃料のせん断及び溶解時に発生するオフガス成分の1つであるXeの同位体比は、おもに原子炉内での核反応の進行度に依存し、燃料の特性と相関を持つことが知られている。ロスアラモス研究所では、再処理施設から大気中に放出されたオフガス中のXe同位体比を測定することにより、燃料特性(炉型,燃焼度,核種組成等)に関する情報を算出できる解析コード(NOVA)を開発してきた。Xe同位体比測定とNOVAにより、処理した使用済燃料の炉型,燃焼度及びPu量を評価する技術が確立できれば、再処理施設の遠隔監視等が可能となり、保障措置技術の一つのオプションとして期待できる。しかしながら、再処理工程内のオフガス中のXe同位体比の実測データによるNOVAの検証はなされていない。本件では、東海再処理施設の溶解オフガス中のXe同位体比を測定し、NOVAを用いて、使用済燃料の燃焼度及びPu量の評価手法としての可能性を確認した。この結果、BWR燃料であることが推定され、発電所側から示された燃焼度と-3.8%7.1%で一致した。Pu量は、燃焼度からORIGENコードを用いて計算した値と-0.9%4.7%の差で一致した。

重イオンマイクロビームによる微細シングルイオンヒットパターン描画

神谷 富裕; 酒井 卓郎; 内藤 豊*; 平尾 敏雄

第11回タンデム加速器及びその周辺技術の研究会報告集, p.126 - 128, 1999/01

3MWタンデム加速器のビームライン上に設置した重イオンマイクロビーム装置を用いたシングルイオンヒット技術を確立した。これを基に、試料に対してプログラムしたヒット位置と個数に従って自動的にシングルイオン照射するシステムを製作した。ビームのパルス化を制御するパルスジェネレータは、MCPからのシングルイオン検出信号を数えるカウンターと連動し、カウンターが動作中の時のみイオンの入射が許可される。また、イオンの入射がプリセット値に達した瞬間に後続の入射が禁止される。この制御機能がマイクロビーム走査の制御プログラムに組み込まれることにより、イオンを予め入力した個数と位置のデータに基づいて自動的に次々と打ち込むことが可能となった。本システムを用いて15MeVのNiイオンをCr-39上に微細なだるま状のヒットパターンで自動照射することに成功している。

An Automated single ion hit at JAERI heavy ion microbeam to observe individual radiation damage

神谷 富裕; 酒井 卓郎; 内藤 豊*; 浜野 毅*; 平尾 敏雄

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 158(1-4), p.255 - 259, 1999/00

https://doi.org/10.1016/S0168-583X(99)00325-0

原研高崎重イオンマイクロビーム装置において、マイクロビーム走査、試料描画及びシングルイオンヒットシステムが組み合わされて自動ビーム照準シングルイオン照射システムが製作された。これを用いてあらかじめ設定された任意のヒットパターンで短時間にかつ自動的に試料へのシングルイオン照射が可能である。この技術は、シングルイベント過渡電流測定等により、1つ1つのイオンの入射に伴う個々の照射損傷を評価するために確立されたものである。今回の実験では、固体飛跡検出器CR-39を用いて、シングルイオンヒットパターンと照射位置精度の評価を行った。また、粒子検出器としてのSi PINフォトダイオードへの同一ヒットポイントへのくりかえしシングルイオン照射によって、個別の損傷の蓄積効果を観察した。

原研重イオンマイクロビームシングルイオンヒット実験

神谷 富裕; 酒井 卓郎; 内藤 豊*; 濱野 毅*; 平尾 敏雄

F-113-'98/NIES, p.60 - 63, 1998/00

原研高崎の重イオンマイクロビームの装置においては、半導体素子のシングルイベント効果の研究のためにシングルイオンヒットシステムの開発を行ってきた。これまでMCP二次電子検出器による100%のシングルイオン検出効率と、ビームパルス化によるノイズ低減化を達成し、多重ヒット、ミスヒットの抑制に成功した。また、目的とする実験を効率よく行うため、試料へのビーム照準とイオンヒット個数の自動制御システムを製作した。これは従来のマイクロビーム走査二次電子マッピングシステムにカウンター制御機能を付加したもので、これによりマイクロビーム走査エリア内において任意の照射位置を予め設定して任意の個数ずつ入射イオンを数えながら順次打ち込むことが可能となった。これらのことを実証するためにCR-39への重イオンマイクロビームのシングルイオン照射実験を行った。

Diagnosis of the profile of the heavy-ion microbeam and estimation of the aiming accuracy of the single-ion-hit with using CR-39

濱野 毅*; 平尾 敏雄; 梨山 勇; 酒井 卓郎; 神谷 富裕; 武部 雅浩*; 石井 慶造*

Radiation Physics and Chemistry, 53(5), p.461 - 467, 1998/00

https://doi.org/10.1016/S0969-806X(98)00133-9

イオンマイクロビームを半導体素子や生体細胞等の微小対象物の照射に用いる場合、イオン一個についてまでの正確な照射領域の評価が必要となる。本論文では、CR-39に重イオンマイクロビームを入射させ、試料に形成されたエッチピットの観察からビームプロファイルモニターとしてCR-39の有用性を検討している。その結果、マイクロビーム照射で見られるビーム飛散を測定できたことより、微小領域照射を行う場合、従来の二次電子像によるビームプロファイル結果をマイクロビーム径として扱う場合、それは半値幅の約2.6倍であることが分かった。以上の結果について実験方法及び測定結果等について報告を行う。

Accuracy of beam positioning in TIARA

神谷 富裕; 酒井 卓郎; 浜野 毅*; 須田 保*; 平尾 敏雄

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 130(1-4), p.285 - 288, 1997/00

https://doi.org/10.1016/S0168-583X(97)00221-8

原研高崎のTIARAでは、マイクロビーム形成・照射技術の開発を行っている。ビーム形成では、軽イオンで0.3mm以下、重イオンで1m以下を達成している。マイクロビームの試料への照射は、コンピューター制御の静電型走査方式で行われる。このシステムを評価するため、固体飛後検出器であるCR-39にマイクロビームを照射し、エッチング後の照射痕を顕微鏡で観察し、その精度の評価を行った。また、この照射技術を用いて、CR-39上に文字を描いた結果について報告した。

シングルイオンヒットシステム用パルス化技術の開発

酒井 卓郎; 濱野 毅*; 平尾 敏雄; 神谷 富裕

第9回タンデム加速器及びその周辺技術の研究会報告集, 0, p.60 - 63, 1996/00

原研高崎では、高エネルギー重イオンの入射でビット反転等が引き起こされるシングルイベントを解析するため、シングルイオンヒット技術の開発を進めている。このためには、イオンの試料への入射を確実に検知する必要がある。この検出器として炭素膜と試料へのイオンの入射により発生する2次電子を検出し、コインシデンスをとりノイズによる誤計数を防ぐ検出システムを開発した。このシステムにより、シングルイオンを試料に入射することには成功したが、炭素膜中での散乱により、ビーム径を1mに保つことができないことが判明した。このため炭素膜を取り除き、ビームパルス化システムを取り付け、このパルスのトリッガーと試料よりの2次電子の検出信号でシングルイオンの試料への入射を制御するシステムを製作中であり、そのための方法について議論する。

美浜炉照射試験用混合酸化物ペレットの製造

小泉 益通; 成木 芳; 増田 純男; 成田 大祐*; 高信 修*; 鈴木 隆平*; 今井 忠光*; 酒井 敏雄*

PNC TN841 75-21, 104 Pages, 1975/06

PNC-TN841-75-21.pdf:9.11MB

我が国で、はじめてのプルトニウム燃料集合体の商業炉による照射実証試験として、美浜1号炉による照射試験がウエスチングハウス社と関西電力kkとの間に計画され、このプロジェクトにPNCはWH社との契約により4体の集合体(合計716ピン)の一部である4ピンを製造加工する形で参加した。美浜一号炉は稼動中の商業炉であり、これにプルトニウム燃料を装荷するという初の試みであることから燃料の健全性に関する仕様は厳しく、折も折、GINNA炉で燃料の炉内焼しまりによる燃料ピンの破損が発見されて以来(1972年4月)相次いで起った加圧水型炉における燃料ピンの破損の原因がペレットの性能に問題があるということが指摘された。その為に仕様として照射中のペレットの高密度化現象(Densification)を抑えるという対策でペレットを製造する過程で充分焼結(1700度C8時間)を進行させておくことが新たに附加せられた。製造計画は1973年2月に提示された仕様を検討することから出発し品質管理基準、製造条件決定のため10数回にわたるWH社との手紙による交信及び来日したWH担当者との打ち合わせによる相互の理解のもとに同年8月にはペレットの製造を終え、8月末WH担当者のペレット検査を受け、9月中旬合格の通知を受けた。

再処理工場におけるネプツニウムの定量; 線スペクトロメトリによるネプツニウムの定量

北尾 貴彦; 根本 弘和*; 山田 敬二; 酒井 敏雄

no journal, , 

東海再処理施設抽出工程におけるネプツニウムの迅速な定量分析法の確立を目的として、ウラン,プルトニウムが共存する硝酸溶液中の線スペクトロメトリによるネプツニウムの定量分析を試みた。

東海再処理施設30年のあゆみと今後の展望,8; 東海再処理施設における工程管理分析の概要及び実績

桑名 宏一; 山田 敬二; 酒井 敏雄

no journal, , 

東海再処理施設における分析技術は各施設の運転,技術開発等に極めて重要な技術であり、これまで多くの分析データを提供してきた。これらの分析データは、再処理施設の安全,安定運転に寄与してきた。本報では、工程管理分析の概要及びこれまでの運転を通して培った分析方法と分析装置の開発成果について紹介する。