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長谷 竹晃; 中島 真司; 浅野 隆; Marlow, J. B.*; Swinhoe, M. T.*; Menlove, H. O.*; Rael, C. D.*; 川末 朱音*; 礒 章子*; 熊倉 信一*; et al.
Proceedings of INMM 53rd Annual Meeting (CD-ROM), 9 Pages, 2012/07
AVISは、米国ロスアラモス国立研究所(LANL)が核物質管理センター(NMCC)の委託により、MOXペレット等に含まれるプルトニウム量を高精度(0.5%以下)に測定することを目的として開発した非破壊測定装置であり、現在、日本原燃が建設中のMOX燃料加工施設(J-MOX)における査察で使用される予定である。J-MOXでは、保障措置の効率化の観点から、破壊分析が必要な試料の一部を、本装置で高精度に測定することにより、破壊分析試料数の低減化を図ることが検討されており、本装置は、J-MOXの保障措置適用において重要な位置づけを担う予定となっている。原子力機構は、これまでの非破壊測定装置の開発実績及び核物質を使用できる試験環境を有することから、本装置の性能評価試験をNMCCより受託した。原子力機構は、これまでに線源を用いた性能評価試験を実施しており、その結果、本装置が設計通りの性能を有することを確認した。本件は、原子力機構が実施したAVISの線源による性能評価試験の結果及び今後実施を予定しているMOX試料を用いた性能評価試験の計画について報告するものである。
中村 仁宣; Beddingfield, D.*; Montoya, J.*; 中道 英男; 向 泰宣; 栗田 勉
Proceedings of INMM 53rd Annual Meeting (CD-ROM), 9 Pages, 2012/07
転換施設では、グローブボックス中のプルトニウムのホールドアップ在庫はHBASを用いて測定し計量管理に利用している。グローブボックスは複数あり近接していることから、グローブボックス間の中性子クロストーク補正を実施しなければならない。ホールドアップ測定下において変化するクロストークの影響を見積もるため、動的クロストーク補正法(DCTC)を新たに開発し、グローブボックス間の実際のクロストーク量をより正確に得ることができた。HBASシステムの改善とともに、DCTCによりダブルカウントされていたクロストーク量が削減され、バイアスの削減とともにPCDFの計量管理を改善することができた。DCTC方法論はセル等の限定された区域に在庫が複数ある場合においてクロストークの量を見いだすことができ、測定結果からクロストークに導かれたバイアスを削減するのに役立つ方法であり、設計段階からの保障措置設計手法への活用が期待される。
向 泰宣; 庄司 薫; 林 宏幸*; 中村 仁宣; 栗田 勉
Proceedings of INMM 53rd Annual Meeting (CD-ROM), 9 Pages, 2012/07
高濃度プルトニウム系溶液の液量測定では、マノメータによる方法が一般的である。計量管理上、0.36%以内の精度維持が求められており、定期的に校正を行っているセンサーのみならず液量測定システム全体として健全性を維持する必要がある。仮に導圧管先端に部分的な閉塞が生じた場合、測定値にバイアスが生じる可能性があることから、溶液保管中における健全性確認方法を検討した。その結果、(1)実溶液の定期サンプリングによるPu, U濃度,密度,酸濃度分析結果がKumarの密度式に当てはまること、(2)長期貯蔵時の核物質量が前回のサンプリング時における破壊分析結果と許容誤差範囲内で一致していること、(3)高精度の密度分析値とマノメータの密度測定値を比較検証することにより、密度差圧測定ラインの部分閉塞等に伴うバイアスの有無を判別できることがわかった。なお密度値の比較検証においてはKumarの密度式における密度の温度依存性を評価し、密度分析時と密度差圧測定時の異なる温度差を補正する方法を新たに確立した。
中村 仁宣; 呉田 昌俊; 大図 章; 曽山 和彦; 中村 龍也; 向 泰宣; 瀬谷 道夫
Proceedings of INMM 53rd Annual Meeting (CD-ROM), 6 Pages, 2012/07
日本政府の支援により、世界的に枯渇している保障措置用の中性子検出管(中性子を対象とした非破壊測定(以下、NDA)用が主)に利用されている
Heガスを置き換える代替技術として、ZnSセラミックシンチレーターを用いたPu測定用NDAの研究開発に着手した。Heガスの代替が可能なことを証明するため、プルトニウム転換技術開発施設に設置してあるパッシブ型のNDA(Pu量約5kgPu)を参考モデルとし、代替技術を用いた同型機器の設計・製作を進める予定である。実際に代替技術を用いた中性子検出器が、既設の装置と同等かそれ以上の性能を有することを確認するため、IAEAや日本国政府に対しデモンストレーションを実施する予定である。デモンストレーションは2回に分けて実施することし、Cfの測定、MOX標準試料による校正、既設の装置との比較試験を通じてこの技術が保障措置に通用することを示す計画である。本発表では既設装置と代替技術を用いたNDA機器の概要から、デモンストレーションの全体計画及び個々の試験の項目について述べる。
江原 里泰; 片野 好章; 中村 孝久; 高城 久承; Bolind, A.; 瀬谷 道夫
Proceedings of INMM 53rd Annual Meeting (CD-ROM), 10 Pages, 2012/07
新型転換炉ふげんは福井県敦賀市にある重水減速沸騰軽水冷却型原子炉の原型炉である。ふげんは2003年3月に運転を終了し、現在は廃止措置(解体)段階にあるが、その使用済燃料貯蔵プールにはMOX及びUO
の使用済燃料が存在する。ふげんは原型炉であることから、使用済燃料貯蔵プールでの燃料取り扱いには柔軟性があり、使用済燃料にかかわる各種の測定試験を行うことができる。そのような特性を生かして、原子力機構とU.S.DOE(LANL)は、統合PNAR・SINRD装置によるPu量の非破壊測定試験を2013年に行うことを計画している。現在、LANL側はPNAR・SINRD検出器の設計・製作を行い、原子力機構側は試験のための準備を行っている。本発表では、ふげんにおける同装置の試験実施場所の選定、装置の設置方法や試験手順の検討状況等について報告する。
呉田 昌俊; 曽山 和彦; 瀬谷 道夫; 大図 章; 春山 満夫; 高瀬 操; 坂佐井 馨; 中村 龍也; 藤 健太郎
Proceedings of INMM 53rd Annual Meeting (CD-ROM), 8 Pages, 2012/07
He-3ガス不足問題が深刻となり、核セキュリティや保障措置分野で数多く利用されてきたHe-3中性子検出器に代替するNDA用中性子検出器技術の開発が急務となっている。そこで、文部科学省核セキュリティ強化等推進事業の一つとして、保障措置検認装置に組み込んで使用できるZnSセラミック・シンチレーション中性子検出器の開発を進めている。本稿では、開発計画、試作したZnSシンチレーション中性子検出器を用いた実験結果、He-3中性子検出器を用いた現行PCAS装置を比較対象モデルと想定した基礎技術実証装置の基本設計について記す。
Angell, C.; 早川 岳人; 静間 俊行; 羽島 良一
Proceedings of INMM 53rd Annual Meeting (CD-ROM), 10 Pages, 2012/07
Non-destructive assay of 
Pu in spent nuclear fuel using traditional nuclear resonance fluorescence (NRF) suffers several limitations, including overcoming background of 
-rays from the spent fuel, and the needing a large array of HPGe detectors. The average NRF method in a transmission measurement using quasi-monoenergetic -ray beam overcomes these difficulties, while improving assay sensitivity. Photofission can also be used, enabling non-destructive assay using high flux, low duty-cycle -ray sources.
小泉 光生; 北谷 文人; 原田 秀郎; 高峰 潤; 呉田 昌俊; 瀬谷 道夫; 土屋 晴文; 飯村 秀紀
Proceedings of INMM 53rd Annual Meeting (CD-ROM), 8 Pages, 2012/07
福島第一原子力発電所から取り出される粒子状溶融燃料中の核物質測定のために、中性子共鳴濃度測定法の概念を提案した。本手法は、Neutron Resonance Transmission Analysis(NRTA)とNeutron Resonance Capture Analysis(NRCA)の2つの手法を組合せたもので、パルス中性子源を装備したTOF測定装置を用いる。NRTA法では、試料を透過する中性子を測定しその共鳴ピークからウラン,プルトニウム同位体を定量する。NTCA法では、試料での即発線を測定し、線エネルギーを弁別し、その計数から混入物を定量する。NRTAとNRCAの測定を相補的に利用することにより、核物質の測定精度を向上させる。
Bolind, A.; 瀬谷 道夫
Proceedings of INMM 53rd Annual Meeting (CD-ROM), 10 Pages, 2012/07
米国エネルギー省のNGSI(次世代保障措置イニシアティブ)では、多数の非破壊測定技術について新しい観点で研究開発を進めている。NGSIで検討されている14の技術のうち、10の中性子測定技術は核分裂性物質含有量等を決定するものである。これらの10の技術は、測定に利用する中性子の特性に応じて分類することができる。5つの技術は核分裂性物質による中性子増倍を測定し、3つは核分裂性同位元素中の共鳴反応に関する中性子エネルギースペクトルを分析し、2つは核分裂で放出される中性子の同時計数を行うものである。これらの原理に関する基本的な知識は、これらの技術を理解するために不可欠である。本稿はこれをまとめたものである。
Bolind, A.; 呉田 昌俊; 曽山 和彦; 羽島 良一; 原田 秀郎; 中村 孝久; 瀬谷 道夫
Proceedings of INMM 53rd Annual Meeting (CD-ROM), 10 Pages, 2012/07
本発表は、原子力機構・核不拡散・核セキュリティ総合支援センターの保障措置及び核セキュリティに関する4つの核物質計測及び検知にかかわる先端技術開発の進展について紹介するものである。4つのうちの1つはZnSのセラミックシンチレータを材料とするHe代替中性子検出器開発である。残りの3つのうちの1つは核共鳴蛍光(NRF)による非破壊測定技術開発である。これは、エネルギー回収型リニアック(ERL)をベースにレーザーコンプトン散乱により生成させた大強度の単色線を入射させて起こす同位体特有の核共鳴蛍光散乱を利用するものである。もう一つのものは中性子共鳴透過分析(NRTA)と中性子共鳴捕獲分析(NRCA)を組合せたもので、粒子状デブリ中の核物質を測定するものである。最後のものは、ロスアラモス国立研究所が開発中の中性子測定をベースとした使用済燃料NDA装置に関するものである。この装置は、自発中性子反射反応度法(PNAR)及び自発中性子共鳴濃度分析法(SINRD)の統合されたものである。この装置は、原子力機構とDOEの共同研究で、「ふげん」にて使用済燃料を利用した測定試験が実施される予定である。
直井 洋介; 小林 直樹; 濱田 和子; 野呂 尚子; 松澤 礼奈; 若林 修二; 野中 信之; 千崎 雅生; Scharmer, C.*; Duggan, R.*; et al.
Proceedings of INMM 53rd Annual Meeting (CD-ROM), 10 Pages, 2012/07
2010年のワシントンでの核セキュリティサミットにおいて、日本はアジア諸国を中心に人材育成支援や基盤整備支援などのキャパシティ・ビルディング支援を通じて核セキュリティの強化に資するために核不拡散・核セキュリティ総合支援センターを原子力機構に設置するとのコミットメントを行った。その総合支援センターはコミットメントにしたがって、2010年12月に設置され、以後1年半にわたって活動を実施してきた。その活動の概況と新たな核セキュリティトレーニングコースの開発について述べる。
濱田 和子; 千崎 雅生; 大窪 道章; 直井 洋介; 小林 直樹; Nguyen, N. H. V.*
Proceedings of INMM 53rd Annual Meeting (CD-ROM), 10 Pages, 2012/07
原子力機構は5年以上前から、アジアの核不拡散体制強化に向けた核不拡散基盤整備支援の活動を実施している。2010年12月に核不拡散・核セキュリティ総合支援センター(ISCN)が設立された後には、同センターの主導により核セキュリティ分野も対象に含めた基盤整備・能力強化の支援プログラムを実施している。本稿は、ISCNの基盤整備支援活動の概念を説明し、特に優先支援対象国としてのベトナム支援についての実績を紹介し、さらに、本支援活動がアジアの核不拡散・核セキュリティ体制強化に資するためにどのような取組が求められるかについて考察を加えている。
瀬谷 道夫; 原田 秀郎; 北谷 文人; 小泉 光生; 羽島 良一; 早川 岳人; Angell, C.; Bolind, A.
Proceedings of INMM 53rd Annual Meeting (CD-ROM), 10 Pages, 2012/07
この論文では、可能性研究の観点で、粒子状溶融燃料デブリ中の核物質測定を目指す、飛行時間法による中性子透過分析法と中性子捕獲線分析法をベースとする、中性子共鳴分析法について記述する。また、小石状あるいは切出し形状デブリ中の核物質測定のための単色のレーザー・コンプトン散乱(LCS)線利用・核共鳴蛍光法についても説明する。LCS線利用・核共鳴蛍光法については、散乱核共鳴蛍光線を測定する方法と透過線の核共鳴蛍光吸収を確認プレートで測定する方法(この方法はデブリの形状にはほとんど依存しない)を説明する。
LaFleur, A. M.*; 中村 仁宣; Menlove, H.*; Marlow, J.*; Swinhoe, M. T.*; 向 泰宣; 栗田 勉
Proceedings of INMM 53rd Annual Meeting (CD-ROM), 8 Pages, 2012/07
ホールドアップ測定にかかわる計量管理と保障措置課題を改善するため、ホールドアップがあるグローブボックスからの中性子を連続で計測するモニタリング装置(CNM)を設計し、プルトニウム転換技術開発施設(PCDF)で運用開始した。PCDFのホールドアップは現在、LWR使用済燃料より回収したプルトニウムである。しかし近い将来、ふげん使用済燃料(MOX-B)を起源とした異なる同位体のプルトニウムを受け入れる予定である。MOX-Bを起源とする異なるPu同位体はLWRを起源とするPuに対し極めて高い中性子発生数を持つことがわかっている。このため、CNMを活用し、そのMOX-Bを起源とするプルトニウムを受け入れる前に、時間の経過と現存するホールドアップの中性子発生数の関係を示したベースラインを得ることが大切である。このベースライン測定結果は、MOX-Bを起源とするプルトニウムを受け入れ後に、グローブボックス中のホールドアップの相対的な増加を見極めるための比較に活用することができ、予期する保障措置や計量管理の問題を回避することに役立つものと考えられる。
岡崎 日路; 角 美香; 阿部 勝男; 影山 十三男; 中沢 博明
Proceedings of INMM 53rd Annual Meeting (CD-ROM), 9 Pages, 2012/07
核燃料物質を取り扱う施設においてPu及びUを精確に測定することは核不拡散上重要であり、分析精度を十分に有していることが国及びIAEAが行う査察検認の前提となっている。原子力機構プルトニウム燃料技術開発センター品質管理課(PFDC-lab)ではMOX燃料にかかわる原料粉末,製品ペレット等に含まれるPu及びUの計量分析を行うため、質量分析法による同位体組成分析及び同位体希釈質量分析法による含有率分析等を実施してきた。分析精度の維持,向上を目指し、また国際的な信頼を得るため、ISO/IEC 17025(試験所及び校正機関の能力に関する一般的要求事項)に基づく試験所としての認定を目指した。PFDC-labでは、技術的要求事項を満たすため分析品質管理システム構築、米国DOE-NBLとの共同研究に基づく不確かさ評価技能の確立、共同分析結果を利用した分析のトレーサビリティの担保等に取り組んだ。これにより、2010年3月、ISO/IEC 17025:2005に基づく試験所として認定された。
久野 祐輔; 田崎 真樹子; 秋葉 光徳*; 安達 武雄*; 高嶋 隆太*; 尾本 彰*; 小田 卓司*; Choi, J.-S.*; 田中 知*
Proceedings of INMM 53rd Annual Meeting (CD-ROM), 10 Pages, 2012/07
原子力における多国間管理の歴史的変遷・経緯をレビューし分析するとともに、それに基づき、3Sのニーズ対応も含めた核燃料サイクルの多国間管理枠組みについて研究を行ったので、その概念について発表する。
角 美香; 岡崎 日路; 阿部 勝男; 影山 十三男; 中沢 博明
Proceedings of INMM 53rd Annual Meeting (CD-ROM), 9 Pages, 2012/07
PFDCでは、MOX燃料製造に関するさまざまな技術開発を行っており、それらの試料のPu, U濃度及び同位体組成分析は、PFDC-技術部品質管理課が依頼を受けて実施してきた。PFDC技術部品質管理課が、センター内の他部門から依頼を受けて実施する、MOX燃料中のPu及びUの、質量分析法による同位体組成分析及び、同位体希釈質量分析法による濃度測定について、手法の妥当性確認、不確かさ推定技能の構築等、ISO/IEC 17025の要求事項を満たす取り組みを進め、2010年3月、ISO/IEC 17025に基づく試験所として認定された。認定のための要求事項を満たす過程で、ISO-GUMに基づく測定の不確かさ推定技能を確立させ、GUM-Workbenchとエクセルを組合せた計算プログラムを作成した。これにより、定常的に行われるPu, Uの同位体組成及び濃度測定の不確かさを容易に計算することが可能になった。品質管理システム及び測定の不確かさ評価システムの詳細について報告する。
spectroscopy of low-volatile FPs for special nuclear material accountancy in molten core material相樂 洋; 富川 裕文; 綿引 優; 久野 祐輔
Proceedings of INMM 53rd Annual Meeting (CD-ROM), 10 Pages, 2012/07
TMI-2で用いられた核物質計量技術をレビューし、不揮発性FPのスペクトロスコピーによる核物質計量フィージビリティスタディを数値解析により実施した。核物質のうちPu量について、濃縮度、燃焼度、中性子スペクトル、出力密度のパラメータに対する感度解析を行った。PWRであるTMI-2と比較すると、BWR燃料は軸方向上で幅広い中性子スペクトルと複数照射サイクル燃料集合体があり、中性子捕獲反応を通じて生成されるFP蓄積量はよりばらつく傾向を示した。結果として、測定起因誤差を除くインベントリー分析の範囲では、燃焼度依存の
Eu/Pu比によるPuは15-18%の不確実性で推定が可能であり、
Ce/Pu比によるPuはCeからの線が検出できる10年間程度以内ではあるが、20%程度の不確実性で推定が可能である。最後にパッシブスペクトロスコピーのシステムイメージと、今後の計画として模擬デブリを用いた測定と自己遮へい補正について紹介した。