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論文

Measurement of spent nuclear fuel burn-up using a new H$$(n,gamma)$$ method

名内 泰志*; 佐藤 駿介*; 早川 岳人*; 木村 康彦; 須山 賢也; 鹿島 陽夫*; 二上 和広*

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 1050, p.168109_1 - 168109_9, 2023/05

https://doi.org/10.1016/j.nima.2023.168109
 被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Instruments & Instrumentation)

水素の中性子捕獲反応による2.223MeVの$$gamma$$線を高純度ゲルマニウム(HPGe)検出器を用いて検出するH$$(n, gamma)$$法によって使用済核燃料からの中性子測定を行った。この2.223MeVの$$gamma$$線の検出は、7桁も高い核分裂生成物(FP)からの$$gamma$$線に強い影響を受ける。FPからの強い$$gamma$$を遮蔽するために、ポリエチレンブロックをコリメータの軸上に置くとともに、HPGe検出器をコリメーターの軸から外して設置した。この体系によって検出器はFPからの強い$$gamma$$線から遮蔽され、ポリエチレンブロック中のH$$(n,gamma)$$反応によって2.223MeVの$$gamma$$線が測定できる。測定された2.223MeVの$$gamma$$線の計数率は、燃焼崩壊計算により見積もられた核種組成、主には$$^{244}$$Cmによるものと、統計誤差の範囲内で想定される値と一貫性のある値となる。このことから、H$$(n,gamma)$$法は、使用済核燃料集合体からの中性子漏洩数の定量化に適用可能であり、集合体の燃焼度の確認に適用可能であると考えられる。

論文

Absolute quantification of $$^{137}$$Cs activity in spent nuclear fuel with calculated detector response function

佐藤 駿介*; 名内 泰志*; 早川 岳人*; 木村 康彦; 鹿島 陽夫*; 二上 和広*; 須山 賢也

Journal of Nuclear Science and Technology, 60(6), p.615 - 623, 2022/06

https://doi.org/10.1080/00223131.2022.2130462
 被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Nuclear Science & Technology)

使用済燃料中の$$^{137}$$Cs放射能を非破壊で評価する新しい方法を提案し、燃焼度クレジット導入における物理的測定について実験的に実証した。$$^{137}$$Cs放射能は、$$^{137}$$Cs放射能がよく知られている参照燃料を用いずに、$$gamma$$線測定と数値検出器応答シミュレーションを用いて定量された。燃料サンプルは、商業用加圧水型炉(PWR)で53GWd/tまで照射された先行使用集合体(LUA)から取得した。試料から放出された$$gamma$$線は、ホットセルに取り付けたコリメータを通して、ゲルマニウム酸ビスマス(BGO)シンチレーション検出器を用いて測定された。検出器による$$gamma$$線の検出効率は、測定ジオメトリを考慮して粒子輸送計算コードPHITSを用いて計算した。試料に対する検出器応答のより正確なシミュレーションのために、試料中の$$^{134}$$Cs, $$^{137}$$Cs, $$^{154}$$Euの相対放射能を高純度ゲルマニウム(HPGe)検出器で測定した。検出器の絶対効率は、別のジオメトリの標準ガンマ線源を測定することにより校正された。測定された計数率と検出効率を用いて、燃料試料中の$$^{137}$$Cs放射能を定量した。定量された$$^{137}$$Cs放射能は、MVP-BURN燃焼計算コードで推定された$$^{137}$$Cs放射能とよく一致した。

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