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論文

Experimental studies of passive neutron measurement for fuel debris at Fukushima Daiichi Nuclear Power Plants

長谷 竹晃; 白戸 篤仁*; 小菅 義広*; 佐藤 隆*; 川久保 陽子*; 白茂 英雄; 浅野 隆

Proceedings of INMM 56th Annual Meeting (Internet), 10 Pages, 2015/07

福島第一原子力発電所内に発生した燃料デブリの測定技術の候補の一つとして、パッシブ中性子法の適用を提案している。本試験は、前回の米国核物質管理学会にて報告したシミュレーションによるパッシブ中性子法の燃料デブリ測定への適用性を実証するために実施した。本試験では、未照射のMOX試料, 中性子吸収剤, カリフォルニウム線源等を組み合わせた燃料デブリを模擬した試料を既存の中性子測定装置にて測定した。試料中の核分裂性核種の量、試料の周辺に配置する中性子吸収剤の量及びカリフォルニウム線源の強度を変化させ、中性子消滅時間差自己問いかけ法(DDSI法)の計数値と中性子漏れ増倍の相関を確認した。試験結果は、前回報告したシミュレーションによる評価結果の傾向とよく一致した。これは、DDSI法が、燃料デブリのように未知の核分裂性核種及び中性子吸収剤を含む試料に対する中性子漏れ増倍を評価する能力を有することを示唆する。本報は、福島第一原子力発電所の燃料デブリへのパッシブ中性子法を用いた実証研究についてまとめたものである。

論文

Simulation study on non-destructive assay for fuel debris by using Fast Neutron Direct Interrogation (FNDI) method

前田 亮; 古高 和禎; 呉田 昌俊; 大図 章; 飛田 浩; 米田 政夫; 服部 健太朗

Proceedings of INMM 56th Annual Meeting (Internet), 8 Pages, 2015/07

原子力機構では、核物質の総量の非破壊測定法として有望な高速中性子直接問いかけ法の福島第一原子力発電所燃料デブリへの適用可能性の検討を開始した。本講演では、モンテカルロシミュレーションコードPHITSを用いて設計した非破壊測定装置の基本設計とモンテカルロシミュレーションコードMVPを用いて予測した燃料デブリの組成と測定値との関係及び、我々が新たに開発したツールを用いた中性子束分布の4次元可視化結果について報告する。

論文

Development of prototype national nuclear forensics library at Japan Atomic Energy Agency

木村 祥紀; 篠原 伸夫; 舟竹 良雄

Proceedings of INMM 56th Annual Meeting (Internet), 8 Pages, 2015/07

Japan Atomic Energy Agency has started R&D on nuclear forensics technology since Japanese Fiscal Year of 2011. One of main topics of the R&D project is to develop national nuclear forensics library (NNFL) which consists of database and evaluation methodology for interpretation of the attributions of nuclear and other radioactive materials. JAEA has continued to develop a prototype system of NNFL based on data of the nuclear and other radioactive materials that JAEA has possessed in the past research activities. A development of prototype nuclear material database (NMDB) was almost completed with its basic data handling system. Data compiling on the JAEA NMDB has been continued. JAEA also participated in the virtual table top exercise on NNFL named Galaxy Serpent and has continued to study attribution evaluation methodologies using the data in a NNFL. In the next step of the NNFL project, it is planned to carry out the development items; prototype of radioactive materials database (RMDB), image evaluation tool for microscope images, multivariate analysis tools for seizure analysis and knowledge accumulation system for nuclear forensics analysis. This paper presents the current status and future prospects on the prototype NNFL development at JAEA.

論文

Development of active neutron NDA techniques for nuclear non-proliferation applications

呉田 昌俊; 小泉 光生; 大図 章; 古高 和禎; 土屋 晴文; 瀬谷 道夫

Proceedings of INMM 56th Annual Meeting (Internet), 9 Pages, 2015/07

原子力機構は、核不拡散分野用途の「アクティブ中性子非破壊測定技術開発」に着手した。本研究課題の最終目標は、MA核変換用MA-Pu燃料など高線量核燃料の非破壊測定装置への適用を目指した核物質測定技術を確立することである。本研究課題では、アクティブ中性子法であるDDA法, NRTA法, PGA/NRCA法, DGS法による核物質測定技術の研究開発を行う。

論文

Addressing training needs of security and safeguards implementation officers at nuclear facilities

Vidaurre, J.; 野呂 尚子; 松澤 礼奈; 宮地 紀子

Proceedings of INMM 56th Annual Meeting (Internet), 10 Pages, 2015/07

原子力施設で働く職員は核物質の管理にかなりの責任がある。彼らは、核物質が正しくコントロールされていることを保証する必要がある。つまり、核物質の持ち出しや不正アクセスを検出し、阻止しまた、内外部の脅威から核物質を守る必要がある。同時に基本的な検証手段として核物質の計量管理を使用し核不拡散上、彼らの国のコミットメントに従う必要がある。様々なタスクを実行するためには、保障措置と核セキュリティの責任者は、それらの責務や仕事に見合った知識やスキル、姿勢を要求する。このニーズに対処するには、IAEAとその加盟国は一連のトレーニングコースを開催しており、その大多数は保障措置や計量管理に関する規制当局を対象としてきた。核セキュリティや保障措置の要件に総体的に取り組む施設の職員やオペレーターのためのコースもいくつかある。本論文では、核不拡散に集中する時代から保障措置と核セキュリティを取り巻く、今の幅広いアプローチへと変化する環境の中で、当局や施設の職員のためのトレーニングコースの進化を分析している。それは、近年いくつかの概念の発展を振り返ったり加盟国のトレーニングの焦点に関する方向性の正当化を試みるであろう。最後に、それは保障措置と核セキュリティの専門家の責務や仕事に関する計量管理において、核セキュリティや保障措置のトレーニングの強化と増加に向けたいくつかの具体的な提案をもたらす。

論文

Current activities and future challenges of FNCA's nuclear security and safeguards project

千崎 雅生

Proceedings of INMM 56th Annual Meeting (Internet), 10 Pages, 2015/07

FNCAの枠組み、そしてその中の核セキュリティ・保障措置プリジェクト(NSSP)の役割と目的、また本プロジェクトにおいて、どのように核セキュリティを強化するか、保障措置の認識と効率化を高めるか等について、メンバー国間の検討状況について概観する。

論文

Conceptual proposal of new detection method for unauthorized removal from glovebox

中村 仁宣; 谷川 聖史; 向 泰宣; 中道 英男; 海野 良典; 藤咲 栄; 木村 隆志; 栗田 勉

Proceedings of INMM 56th Annual Meeting (Internet), 8 Pages, 2015/07

MOX取扱施設においては、容易に取扱可能な種々の形態の核物質がグローブボックス内で使用されていることから、内部脅威者による核物質の盗取があった場合は、これを確実に検知し通報する必要がある。今回、核物質の盗取イベントを検知しセキュリティ対策に活用するための一例として、運転員による核物質の盗取に対する検知概念を、実際のグローブボックス作業を想定した測定試験を実施し、検討した。一般的に$$gamma$$線や中性子線のモニタリング等の放射線計測により盗取を検知する手法は容易に考えられるが、運転における核物質の移動(予定作業)と盗取のための核物質の移動(計画外)を区別することは極めて困難である。この課題を解決するため、新しい概念としてグローブボックスの負圧監視が有効と判断し、さらに中性子の監視を組み合わせることで解決できないか検討した。その結果、そのハイブリッドの手法は盗取を確実に検知でき、その情報を中央警報ステーション(CAS)に迅速かつ確実に通報できる機能を有するとともに、現在運用中の2人ルールを補完できる可能性があることが分かった。

論文

Preliminary delayed $$gamma$$-ray spectroscopy for non-destructive analysis of fissionable material

Rodriguez, D.; Heyse, J.*; 小泉 光生; Mondelaers, W.*; Pedersen, B.*; Schillebeeckx, P.*; 瀬谷 道夫; 高峰 潤

Proceedings of INMM 56th Annual Meeting (Internet), 8 Pages, 2015/07

核物質の保障措置をいかに有効に実施するか、特に、混合物の組成を如何に効率的に決定するか、について関心が高まっている。原子力機構とJRC(ITU及びIRMM)の研究者は、現在、D-Tパルス中性子源を使う非破壊測定装置について検討を行っている。このシステムは時間差ダイアウェイ法,中性子共鳴透過分析法,即発$$gamma$$線分析,遅発$$gamma$$線スペクトル分析法の組合せを利用するものである。我々の特段の興味は、このシステムを再処理・精製PuのMOX燃料及び高線量の核物質に適用することである。遅発$$gamma$$線スペクトル分析法は核分裂性核種の比を比較的高い精度で決められる可能性を有する。これらの核分裂生成物は、時間依存性を持ち3MeVよりかなり高いエネルギーの$$gamma$$線エネルギースペクトルを有し、興味対象の高放射線核物質へ適用する場合には大きな利点となる。この発表では、このNDAシステムの遅発$$gamma$$線分析部分の精度がどれくらいのものとなるかに関する初期的な研究と、核物質の組成分析において、他の手法との関連でどのように使われるかについて記述する。

論文

Investigation into cause of increasing count rate on PIMS at RRP, 1; Search of potential causes

向 泰宣; 中村 仁宣; 中道 英男; 栗田 勉; 野口 佳彦*; 田村 崇之*; 池亀 功*; 清水 純治*

Proceedings of INMM 56th Annual Meeting (Internet), 9 Pages, 2015/07

六ヶ所再処理工場に設置されているPIMSはグローブボックス内機器のPu量を全中性子測定により定量する装置である。PIMSは同時中性子法を用いていないため、現状のプロセス状態と校正時に決定したPu量へ変換するパラメータが一致していることが非常に重要である。PIMSは、2006年に校正され、以後、計量管理目的でグローブボックス内のPu量の直接測定を実施している。しかしながら、インターキャンペーンの長期間、工程内に新たなMOX粉末が工程内に投入されていないにもかかわらずPIMSの計数値が予期せず継続的に上昇していることがわかった。当該事象の主たる原因を突き止めるため、原子力機構とJNFLは共同で複数の調査を実施した。その調査において、装置のシステムパラメータの設定値、MOX粉末貯蔵時のO/Mや含水率変化に伴う中性子発生挙動、及びグローブボックス内で使用されている軽元素(パッキン等で使用されるテフロン)とMOX粉末との相互作用に着目した試験をPCDFにおいてMOX粉末を用いて実施した。その結果、MOX粉末とテフロンを共存させた試験においてPIMSで確認された継続的な計数値上昇と類似した挙動が確認された。このことから、PIMSの継続的な計数値上昇の主たる原因は、テフロンとMOX粉末の接触で生じる($$alpha$$, $$n$$)反応に伴うものであると結論付けた。

論文

Overview of JAEA-ISCN's NDA development programs (for INMM)

瀬谷 道夫; 小泉 光生; 富川 裕文; 直井 洋介; 呉田 昌俊; 原田 秀郎; 羽島 良一; 中村 仁宣

Proceedings of INMM 56th Annual Meeting (Internet), 10 Pages, 2015/07

核不拡散・核セキュリティセンターは、発足から原子力機構内の部門と連携して、以下の先進NDA技術開発を実施した。(1)PNAR-NDA装置によるふげん使用済み燃料の測定、(2)LCS$$gamma$$線を用いるNRF-NDAの基礎技術開発、(3)ヘリウム3代替中性子検知技術開発、(4)中性子共鳴濃度分析法開発。また、平成27年度からは以下の開発プログラムを開始したところである。(5)LCS$$gamma$$線を使うNRF非破壊検知の実証試験、(6)アクティブ中性子NDA技術開発、(7)セル内タンクの廃液モニタリング技術のフィージビリティ研究。本発表は、これまでに実施してきた技術開発の概要とこれから実施する技術開発の概要を紹介するものである。

論文

Capacity building cooperation on nuclear security; Japan's experience of COE cooperation with Indonesia

野呂 尚子; 直井 洋介; 松澤 礼奈

Proceedings of INMM 56th Annual Meeting (Internet), 9 Pages, 2015/07

核セキュリティ人材育成支援を効率よくすすめるため、中核拠点(COE)の連携・協働が重要視されている。ISCNは日本のCOEとして米国の支援のもと活動してきており、日中韓COEの協力推進にも貢献している。インドネシアからの人材育成支援協力の要請を受け、ISCNはインドネシアのCOE (I-CoNSEP, CSCA, CET)との連携を2015年よりスタートさせた。本論文はその日イ協力について協力の手法・概要を述べるとともに、COE連携の一つのモデルとして紹介した。

論文

Demonstrating the integral resonance transmission method; Conceptual and experimental studies

Angell, C.; 早川 岳人; 静間 俊行; 羽島 良一; Quiter, B. J.*; Ludewigt, B. L.*; Karwowski, H. J.*; Rich, G.*; Silano, J.*

Proceedings of INMM 56th Annual Meeting (Internet), 9 Pages, 2015/07

Nuclear resonance fluorescence (NRF) is a promising technique for assaying $$^{239}$$Pu in spent nuclear fuel and for SNM detection applications because of its isotope-specific nature and potential for high sensitivity. To fully utilize the next generation of high-flux $$gamma$$-ray sources for NRF applications we developed the integral resonance transmission (IRT) method which integratesover all resonances within the energy width of a quasi-monoenergetic $$gamma$$-ray beam allowing the full utilization of the transmission signature. To realize the IRT technique both conceptual studies, exploring the consequences of the loss of resolution, and experimental studies, demonstrating several aspects of the IRT method, were undertaken. The conceptual studies included the development of a performance metric allowing comparison between using the IRT technique and single resonances, a study of the magnitude of resonance overlap, and beam simulations examining performance as a function of beam width. The experimental studies were done at the HI$$gamma$$S facility at Duke University, and included an experiment constraining resonance overlap in a NRF transmission measurement through a TMI-2 type canister, demonstration of the IRT technique by a NRF measurement on $$^{181}$$Ta, and the world's first transmission NRF measurement on $$^{239}$$Pu. In this talk, we will overview each component of the conceptual and experimental studies for the IRT method.

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