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芝 知宙; 冠城 雅晃; 能見 貴佳; 鈴木 梨沙; 小菅 義広*; 名内 泰志*; 高田 映*; 長谷 竹晃; 奥村 啓介
Proceedings of International Topical Workshop on Fukushima Decommissioning Research (FDR2022) (Internet), 3 Pages, 2022/10
A technique that can easily determine the presence of nuclear material in removed object from Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant site is important from the viewpoint of sorting fuel debris from radioactive waste. In the case of fresh uranium, the amount of nuclear material in the waste generated from nuclear facilities can be determined by measuring 1001 keV gamma-rays emitted by 
Pa, which is a daughter nuclide of 
U. However, it has been pointed out that such gamma-ray measurement cannot be used for fuel debris that contains a large portion of fission products (FPs) emitting various energies of gamma-rays. In this study, we focus on prompt fission gamma-rays that are directly emitted from nuclear materials and those energy exists in a higher energy region than those of FPs, and aim to measure them in simple manners.
名内 泰志*; 能見 貴佳; 鈴木 梨沙; 小菅 義広*; 芝 知宙; 高田 映*; 冠城 雅晃; 奥村 啓介
Proceedings of International Topical Workshop on Fukushima Decommissioning Research (FDR2022) (Internet), 4 Pages, 2022/10
As one of the identification techniques for materials in fuel debris, the neutron induced gamma ray spectroscopy (NIGS) is focused on since the gamma ray spectrum is intrinsic to isotopes. The energy of the target gamma ray in NIGS is often higher than that of most of fission products. To demonstrate feasibility of NIGS for the identification, we have measured and analyzed the HPGe response of isotopes for Cf-252 neutron irradiation for plutonium samples and several structural materials. As a result, we confirmed the possibility to identify light water, boron, concrete, sea water, structural material, signal lines and coils, fuel cladding, gadolinium, uranium, and plutonium contained in the retrieved materials from Fukushima Daiichi NPPs.
奥村 啓介; 佐藤 若英*; 長谷 竹晃; 米田 政夫; 芝 知宙; 名内 泰志*; 高田 映*
no journal, ,
福島第一原子力発電所(1F)における燃料デブリ中の核燃料物質定量技術開発に資するため、非破壊測定シミュレーションによる検出器応答と燃焼計算の結果に基づき、燃料デブリ中の核燃料物質量を評価するための手法と予測精度の検討を行った。
宮地 紀子; 高田 映*; 岩淵 淳一; 富川 裕文; 芝 知宙; 奥村 啓介; 長谷 竹晃; 名内 泰志*
no journal, ,
溶融燃料中の核物質については、それが平和利用目的以外に用いられていないことを担保し、それを国内及び国際社会に対して示していくために、適切に管理される必要がある。そのためには、溶融燃料の特徴に応じた核物質管理手法が必要となる。溶融燃料に対する核物質管理を行った例としては、米国スリーマイル2号炉(TMI-2)事故がある。TMI-2事故では、炉心から取出した溶融燃料を米国国内規則に基づいて管理するために、核物質量を評価している。溶融燃料中の核物質量の評価は溶融燃料取出し後に原子炉容器内等に残留した核物質量の非破壊測定、破壊分析、及び目視や取出し作業の記録等に基づいて行っている。但し米国は核兵器国であり、IAEA保障措置の適用はない。日本のようにIAEA保障措置を受け入れている国では核物質を管理する上で計量管理を行うことが重要である。そこで本発表では、溶融燃料中の核物質を管理する計量管理の方法についての一考察を報告する。
奥村 啓介; 寺島 顕一; 長谷 竹晃; 米田 政夫; 芝 知宙; 名内 泰志*; 高田 映*; 小菅 義広*
no journal, ,
福島第一原子力発電所(1F)から取り出される燃料デブリの計量管理に資するため、直径20cm以上のデブリ収納缶を対象とする非破壊測定技術の開発を行っている。1Fの燃料デブリは、燃焼度が広範囲な燃料や中性子吸収材を含む平衡サイクル炉心の燃料が溶融混合していることが予想され、通常の使用済み燃料やTMI-2デブリに比べて、非破壊測定が極めて困難なものとなっている。本発表では、1F燃料デブリの非破壊測定技術に係る課題とその対応方策について報告する。
鈴木 梨沙; 能見 貴佳; 長谷 竹晃; 白茂 英雄; 芝 知宙; 冠城 雅晃; 奥村 啓介; 小菅 義広*; 高田 映*; 名内 泰志*
no journal, ,
燃料デブリ中に含まれる核燃料物質の非破壊測定による定量において、核燃料物質以外の物質の組成・量を得ることで、測定精度の向上が期待できる。プルトニウム燃料技術開発センターでは、プルトニウム試料から発生したガンマ線のスペクトルを解析することにより、当該試料中に含まれる不純物成分を把握・評価する試験を実施した。その結果、プルトニウム試料中に含まれるフッ素とアルファ線の核反応により生成される
Na由来のガンマ線を検出するとともに、当該ガンマ線の発生率から、当該試料中の軽元素不純物とアルファ線の核反応由来の中性子の主要な発生源がフッ素とアルファ線の核反応であることを特定した。
線測定芝 知宙; 冠城 雅晃; 小菅 義広*; 名内 泰志*; 高田 映*; 鈴木 梨沙; 能見 貴佳; 長谷 竹晃; 奥村 啓介
no journal, ,
プルトニウム燃料技術開発センターの有するPuO
のうち、本シリーズ発表の研究に供した試料において、核分裂で生じる即発線を、LYSO検出器を用いて測定した。測定したスペクトルは、HPGe検出器で測定したスペクトルと比較された。また、環境線を大きく上回る
Tlの2614keVの線が観測され、これは
Puの子孫核種であることが示唆された。
奥村 啓介; 名内 泰志*; 鈴木 梨沙; 能見 貴佳; 芝 知宙; 冠城 雅晃; 高田 映*; 小菅 義広*; 長谷 竹晃
no journal, ,
福島第一原子力発電所(1F)では、2022年から燃料デブリの試験的取出しが開始され、その後は段階的な取り出し規模の拡大が進められる予定である。当面は、燃料デブリ中の核燃料物質量は破壊分析に基づき評価されることになるが、取り出し規模の拡大が進むにつれて、全量分析は困難になるため、容器内に収納された燃料デブリの非破壊測定に基づく計量管理が必要になってくる。しかしながら現状では、容器に収納された1F燃料デブリの核燃料物質の定量に適用可能な非破壊測定技術は世界的にも存在していない。この問題を解決するため、一長一短がある種々の手法を組み合わせた1F燃料デブリ用の非破壊測定技術の構築を目指し、実核燃料物質を使用した非破壊測定試験を開始した。
線の検出名内 泰志*; 小菅 義広*; 能見 貴佳; 鈴木 梨沙; 長谷 竹晃; 芝 知宙; 高田 映*; 冠城 雅晃; 奥村 啓介
no journal, ,
プルトニウム燃料技術開発センターにおいて、容器に配置したプルトニウム(Pu)酸化物試料から発生する線をHP-Ge検出器でスペクトル測定した。試料からは、自発核分裂及び(
,n)反応で中性子が発生するとともに、この中性子が試料及び容器に吸収された際に生じる核分裂及び捕獲反応で線が発生する。この後者の成分として、本実験で
Pu(n,)反応によるとみられる構造と、
Pu(n,)反応で生じる線が形成するピークスペクトルを検出した。これら二次反応で生じる線はFP核種よりもエネルギーが大きいため、照射燃料であっても検出が可能であり、これらの線が燃料の燃焼、未燃料によらないPu検出手段として期待される。
検出器によるプルトニウム試料のその場パッシブガンマ測定冠城 雅晃; 芝 知宙; 奥村 啓介; 名内 泰志*; 鈴木 梨沙; 能見 貴佳; 長谷 竹晃; 高田 映*; 小菅 義広*
no journal, ,
高線量率測定用に開発した微小なCeBr
検出器を利用して、プルトニウム燃料のパッシブガンマ測定を実施した。測定では、
Amによる59.5keVからPu子孫核種Tlによる2615keVまでの広範囲のエネルギースペクトルを測定でき、また、HPGe測定とも比較し評価したので報告する。
芝 知宙; 冠城 雅晃; 高田 映*; 山口 知輝
no journal, ,
核物質に特有な核分裂に伴う即発ガンマ線を検出することを、核セキュリティ分野へ応用する。
線スペクトル測定の応答名内 泰志*; 能見 貴佳; 鈴木 梨沙; 小菅 義広*; 芝 知宙; 高田 映*; 冠城 雅晃; 奥村 啓介
no journal, ,
福島第一原子力発電所1
3号機の格納容器から回収される燃料デブリ・廃棄物を中性子照射ガンマ線スペクトル測定(NIGS)により仕分ける手法の開発を進めている。回収物中の核燃料物質量を評価する際、ジルコニウムやホウ素等の非核燃料物質量が核燃料物質量評価に影響する。そこで、これらの非核燃料物質に対するNIGSの応答を原子力機構・プルトニウム燃料技術開発センターで測定した。その結果、
Zrの中性子捕獲反応による即発ガンマ線ピーク(6295keV)、及び
Bの非弾性散乱反応(第一励起準位)からの脱励起ガンマ線ピーク(2124.5keV)を利用できる可能性が示された。