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論文

Plutonium dioxide particle imaging using a high-resolution alpha imager for radiation protection

森下 祐樹; 黒澤 俊介*; 山路 晃広*; 林 真照*; 笹野 理*; 牧田 泰介*; 東 哲史*

Scientific Reports (Internet), 11(1), p.5948_1 - 5948_11, 2021/03

 被引用回数:0 パーセンタイル:0.01(Multidisciplinary Sciences)

原子力施設内で二酸化プルトニウム粒子を吸入することによる作業者の内部被ばくは、放射線防護の観点から重要な問題である。核施設の作業現場において、内部被ばく評価のための二酸化プルトニウム粒子の空気力学的直径の放射能中央値(AMAD)をリアルタイム測定するため、ZnS(Ag)シンチレータ,光学顕微鏡、及び電子増倍CCD子カメラを用いた高分解能$$alpha$$イメージャーを開発した。開発した$$alpha$$イメージャーを用い、実際の二酸化プルトニウム粒子を測定し、リアルタイムに個々の$$alpha$$線の位置を特定することができた。複数の$$alpha$$線の平均の空間分解能を評価したところ16.2$$pm$$2.2umFWHMであった。また、二酸化プルトニウム粒子の空間分解能は、二酸化プルトニウム粒子とZnS(Ag)シンチレータの間の距離に起因して302.7$$pm$$4.6umFWHMであった。$$beta$$線の影響は無視でき、$$alpha$$線と識別できた。測定した計数率から二酸化プルトニウム粒子の等価粒径を計算することができた。これらの結果から、開発した$$alpha$$イメージャーが原子力施設の作業現場でのリアルタイムの二酸化プルトニウム粒子測定に有効であることが示唆された。

論文

Design study and comparative evaluation of JSFR failed fuel detection system

相澤 康介; 近澤 佳隆; 石川 信行; 久保 重信; 岡崎 仁*; 水戸 誠*; 戸澤 克弘*; 林 真照*

Proceedings of 2012 International Congress on Advances in Nuclear Power Plants (ICAPP '12) (CD-ROM), p.465 - 474, 2012/06

日本において、JSFRの設計研究が進められている。JSFRは2種類の破損燃料検出系を有している。一つは、炉内の燃料破損を検出するFFDである。もう一つは、破損した燃料集合体を位置決めするFFDLである。本研究では、FFDへの要求性能を整理し、それを満足する実証炉用FFD及び実用炉用FFDを設計した。実用炉FFDは、炉上部プレナムのナトリウムをサンプリングするシステムを採用し、炉上部プレナム内の流動解析を実施して性能を確認した。実証炉用FFDは、1次系配管の外側に検出器を設置するシステムを採用し、遮へい解析等を実施して性能を確認した。FFDLについては、既往炉及び過去の研究開発の経験を整理した。セレクタバルブ法FFDLはPhenixとS-Phenixの経験を調査し、タグガス法FFDLはEBR-IIとFFTFの経験を調査した。これらの調査結果をもとに、両システムのJSFRへの適合性を評価した。

口頭

JSFRにおける遅発中性子法破損燃料検出装置(DN法FFD)の検出体系の改良

鍋島 邦彦; 相澤 康介; 近澤 佳隆; 岡崎 仁*; 林 真照*

no journal, , 

DN法FFDは、燃料破損時に燃料から冷却材中に放出される遅発中性子先行核からの遅発中性子束を計測することにより、燃料破損を検出する計装設備である。ここでは、安全設計クライテリア等の新たな指針類を踏まえ、DN法FFDへ要求される役割について整理するとともに、配置への影響低減のために配管を囲っていた部分の遮蔽体を削除した検出体系で、燃料破損伝播前に原子炉トリップが可能であることを確認した。

口頭

光ファイバーと赤色発光シンチレータを用いたガンマ線検出器の開発

小玉 翔平*; 黒澤 俊介*; 森下 祐樹; 宇佐美 博士; 林 真照*; 田中 浩基*; 吉野 将生*; 鎌田 圭*; 吉川 彰*; 鳥居 建男

no journal, , 

福島第一原子力発電所の廃炉に向け、長尺光ファイバーと赤色発光シンチレータを用いた放射線の遠隔測定技術の開発および使用シンチレータの選定について検討した。従来から検討されているルビーシンチレータと、われわれが開発した新規材料であるセシウム・ハフニウム沃化物をプローブとして用い、京都大学複合原子力科学研究所・コバルト60ガンマ線照射装置にて光ファイバーでの光読み出し試験を行った。シンチレーション光はSi-フォト・ダイオードまたはCCD分光器を用いて検出を行い、空間線量率と信号強度の線形性を評価した結果、すべてのシンチレータ・検出器の組み合わせで線形性が確認できた。

口頭

Plutonium particle imaging using an ultra-high-resolution alpha imager

森下 祐樹; 黒澤 俊介*; 山路 晃広*; 林 真照*; 笹野 理*; 牧田 泰介*; 東 哲史*

no journal, , 

原子力施設内の作業員がプルトニウム粒子を吸入した恐れがある場合、内部被ばくを考慮することが重要である。そこで、原子力施設の作業現場におけるPu粒子のAMAD値をリアルタイムに測定するために、高感度CCDカメラと光学顕微鏡を用いた高分解能$$alpha$$イメージング検出器を開発し、これを実際のプルトニウム粒子の測定に応用した。ZnS(Ag)シンチレータにより$$alpha$$線はシンチレーション光に変換され、シンチレーション光を電子増倍(EM)CCDカメラで撮像した。ズーム範囲は5倍$$sim$$20倍の範囲で調整した。20倍のズーム範囲を使用した場合、解像度は0.81um/pixel、視野は412.9um$$times$$412.9umであった。アルファ粒子の半値最大全幅(FWHM)は17.9umと評価された。プルトニウム粒子からの放出される$$alpha$$線の位置をリアルタイムで特定することができ、その計数率は、市販のZnS(Ag)シンチレーションカウンターを用いて測定した数と一致した。測定された$$alpha$$数は、AMAD値に変換することができる。このように、超高分解能$$alpha$$イメージャは、原子力施設の作業現場でのプルトニウム粒子のAMADの測定手法として有望である。

口頭

福島における放射性物質分布調査,6; 旧避難指示区域の住家内外における空間線量低下率の経時変化

吉田 浩子*; 林 真照*; 牧田 泰介*; 東 哲史*; 笹野 理*; 津田 修一

no journal, , 

2012年から旧・現避難指示区域の住家において継続して住家内外の空間線量率を測定している。飯舘村及び南相馬市小高区の住家54戸について、除染前の数値に対する、除染直後、2019年, 2020年での各空間線量低下率を屋外・屋内それぞれについて比較した。除染直後における屋外の空間線量低下率は、屋内よりも高い値を示していたが、2019・2020年の評価では、屋外・屋内での両者の低下率に差は見られないことがわかった。これは、屋内での空間線量率の減少率が屋外より小さいことを意味する。スペクトル解析及び住家屋根への放射性物質の沈着データの解析結果から、除染範囲以遠からの除染範囲及び住家へのあらたな放射性物質の飛散・沈着が原因のひとつと推定される。

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