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米田 政夫; 藤 暢輔
Annals of Nuclear Energy, 135, p.106993_1 - 106993_6, 2020/01
被引用回数：2 パーセンタイル：24.28(Nuclear Science & Technology)本研究は全く新しいアクティブ中性子法として、中性子線源を測定対象物の周りで高速移動させ、その残存出力を調べることにより核物質の検知を行う手法について検討したものである。一般に中性子線源を用いて核物質を含む対象物に中性子を照射すると、核分裂中性子に加えて、線源からの中性子も同時に観測される。しかし、中性子線源を非常に高速に移動させて照射を行うと、それら中性子成分が時間的に分離して観測される。この効果を利用することにより核物質の検知が可能となる。本研究手法では、従来のアクティブ中性子法では不可欠であった高価なDT中性子発生管が不要となることから、装置の低コスト化及び簡素化にも貢献することが期待できる。
吉井 文男; 幕内 恵三
Macromolecular Reports, A30(SUPPL.1-2), p.127 - 135, 1993/00
従来尿素と包接化合物をつくる物質は尿素がつくるカナルの径が5
であるためにごく限られたものしか包接化合物をつくらなかった。しかし、我々の研究において、ヘキサンジオールジアクリレート(HDDA)が介在するとこれまで尿素と包接化合物をつくらない物質がHDDAによりカナル内に引入れられる。これを誘引剤、忌避剤、防殺虫剤を包接して尿素カナルから徐々に放出するか、また完全に封じこめるために、モデル化合物としてリーフアルコール(葉っぱの匂い)、(LEA)を使いHDDAとの包接化合物の熱安定性やカナル内からの放出性を調べた。熱安定性はLEAのOH基とカナルとの水素結合による相互作用によりHDDA単独よりも安定になる。LEA尿素混合物は15日で全部が揮発し、未照射カナルからは75日で揮散した。照射カナルは初期に揮発するが、その後は40%が重合したHDDAオリゴマーの間に包接される。その線量は30kGyである。
前田 亮; 大図 章; 呉田 昌俊; 藤 暢輔; Bogucarska, T.*; Crochemore, J.-M.*; Varasano, G.*; Pedersen, B.*
no journal, ,
原子力機構(JAEA)と欧州共同研究センター(JRC)は、核変換用MA-Pu燃料などの高線量核燃料の非破壊測定技術開発に関する共同研究を行っている。その中のDifferential Die-Away (DDA)法の不確かさの主要因は、試料内での核物質の偏在、及び試料材質によって大きく異なる中性子の減速・吸収・増倍効果である。これらを評価するため、核物質の偏在状態を模擬できる標準マトリクスを3種類の材質で作成し、核物質の偏在と中性子の減速・吸収・増倍効果を同時に調べることを可能とした。本発表では、JRC型DDA法による測定装置Pulsed Neutron Interrogation Test Assembly (PUNITA)を用いて、核物質の偏在と試料の材質が測定に与える影響を定量的に評価した結果について報告する。
大図 章; 前田 亮; 米田 政夫; 飛田 浩; 藤 暢輔
no journal, ,
原子力機構では、核変換用MA-Pu燃料等の高線量核物質の測定法を確立することによって核不拡散・核セキュリティに資するため、中性子を用いた非破壊測定装置の技術開発を実施している。その装置は、核分裂性物質量を測定するダイアウェイ時間差分析(DDA)部を備えており、高速中性子直接問いかけ(FNDI)法を用いた測定が可能である。FNDI法では、測定サンプルに高速中性子を照射し、容器内の核物質が起こす核分裂反応によって放出される中性子を測定する。また、測定サンプルの周囲にはモデレータを配置し、サンプル内の位置感度差を低減させることによって測定精度を向上させている。本報では、測定精度を決定するサンプル容器内の熱中性子の空間分布を調査するためにMCNPを用いたシミュレーションを行ったので、その結果について報告する。
前田 亮; 米田 政夫; 大図 章; 藤 暢輔
no journal, ,
原子力機構(JAEA)では、文部科学省の核セキュリティ強化等推進事業費補助金事業の一環として、核不拡散・核セキュリティに資する核変換用MA-Pu燃料等の高線量核物質測定法の確立を目指した研究開発を実施している。開発中の技術の一つであるDifferential Die-Away(DDA)測定では測定試料マトリクスの中性子に対する減速吸収効果、及び測定試料内での核物質の偏在による計数の差(位置感度差と呼ぶ)が測定誤差の主要因となる。このため、開発中のJAEA型DDA法では高速中性子を直接照射することでマトリクスの影響の低減、及び位置感度差の改善を図っている。本発表では、JAEA型DDA法を使用した装置Active-Nにおける試料内の位置感度差を定量的に評価した結果について報告する。
前田 亮; 米田 政夫; 大図 章; 藤 暢輔
no journal, ,
原子力機構(JAEA)では、文部科学省の核セキュリティ強化等推進事業費補助金事業の一環として、核不拡散・核セキュリティに資する核変換用MA-Pu燃料等の高線量核物質測定法の確立を目指した研究開発を実施している。開発中の技術の一つであるDifferential Die-Away(DDA)測定では測定試料マトリクスの中性子に対する減速吸収効果、及び測定試料内での核物質の偏在による計数の差(位置感度差と呼ぶ)が測定誤差の主要因となる。このため、開発中のJAEA型DDA法では高速中性子を直接照射することでマトリクスの影響の低減、及び位置感度差の改善を図っている。本発表では、JAEA型DDA法を使用した装置Active-Nにおける試料内の位置感度差を定量的に評価した結果について報告する。
大図 章; 前田 亮; 米田 政夫; 藤 暢輔
no journal, ,
原子力機構では、核不拡散・核セキュリティに資する使用済み核燃料及び核変換用MA-Pu燃料等の高線量核物質の測定法を確立するため、アクティブ中性子法による非破壊測定(NDA)技術を開発している。そのNDA技術の一つであるダイアウェイ時間差分析(DDA)は、外部より中性子を照射して核燃料物質の核分裂反応を発生させ、その反応で放出される中性子を測定して核燃料物質量を定量する方法である。このため、使用済み核燃料等の高線量核物質を測定する際には、核燃料物質以外のCm等からの自発核分裂中性子の影響を受ける。本研究ではCm等からの妨害中性子(バックグランド)を模擬するために
Cf線源を用い、DDA装置内での妨害中性子の強度を変化させてDDA測定への影響を調査した。その結果、Cf線源からの妨害中性子強度が増加するにつれてバックグランドレベルは上昇したが、再処理プロセスでの溶解槽溶液に含まれるCmの自発核分裂中性子強度の10倍までは、DDA測定に影響がないことを確認した。本研究開発は、文部科学省「核セキュリティ強化等推進事業費補助金」事業の一部である。
米田 政夫; 藤 暢輔; 田辺 鴻典*
no journal, ,
DDA (Differential Die-Away)法などのアクティブ中性子法は、核物質に対して非常に高感度で確度の高い測定が可能であるため、原子力施設における核物質の計量管理に加えて、空港等における核テロ用核物質探知としての利用が期待されている。しかしながら、アクティブ中性子法による装置は、パッシブ法に比べて高価であることや重厚な遮蔽材が必要であることなどが、その普及を妨げる要因となっている。そこで、我々はアクティブ中性子法による核物質非破壊測定装置の実用化に向けて、アクティブ中性子法用の低コスト中性子検出器の研究開発に取り組んでおり、その一環としてチェレンコフ光検出器の開発を進めている。この検出器は水に中性子が入射して発生するチェレンコフ光を検知することで中性子検出を行うが、水は安価であるうえに遮蔽材としても使えるため、アクティブ中性子法による装置の欠点を一度に補う検出器として有望である。また、水を遮蔽材として用いる方法は、一般的な遮蔽材であるコンクリート等に比べて移動や設置が容易であるという点からも有利である。本発表では、主にチェレンコフ光検出器を用いた核物質非破壊測定装置をモンテカルロシミュレーションによって検討した結果等について報告する。
米田 政夫; 藤 暢輔; 田辺 鴻典*
no journal, ,
DDA (Differential Die-Away)法などのアクティブ中性子法は、測定対象物に外部から中性子を照射し発生する核分裂中性子を直接計測するものであり、核物質に対して非常に高感度で確度の高い測定が可能であるため、原子力施設における核物質の計量管理に加えて、空港等における核セキュリティ用核物質探知としての利用が期待されている。しかしながら、アクティブ中性子法装置は、中性子検出器バンクにおいて多数のHe-3検出器を用いていること、D-T中性子発生管を用いていることなどから非常に高価となり、それが装置普及を妨げる要因の一つとなっている。そこで、我々はアクティブ中性子法による核物質非破壊測定装置の普及促進の観点から、アクティブ中性子法による装置の低コスト化開発に取り組んでおり、その一環として水チェレンコフ光検出器の開発と、D-T管を用いない中性子線源(Cf-252)による測定法(回転照射法)の開発を進めている。水チェレンコフ光検出器は、中性子が水に入射した際に発生するチェレンコフ光を検知することで中性子の検出を行う。He-3検出器を用いた検出器バンクは、核分裂中性子を効率的に検出するため、バンク内にポリエチレン等の減速材を設置する必要があるが、水チェレンコフ光検出器では水自体が減速材の役割を果たすため、他の減速材は不要である。また、水槽の加工は容易であるため、対象物の大きさに応じて容易に検出器サイズを変更することも可能である。低コスト中性子検出器バンク及び中性子線源を用いた原理実証装置を製作し、バックグラウンドを模擬するガンマ線源等を用いた基礎試験を実施した。本発表では、製作した装置の概要、シミュレーション及び基礎試験結果について報告する。
大図 章; 前田 亮; 米田 政夫; 藤 暢輔
no journal, ,
核不拡散・核セキュリティに資する使用済み核燃料及び核変換用MA-Pu燃料等の高線量核燃料物質の測定法を確立するため、3つのアクティブ中性子法を高線量に対応すべく高度化して組み合わせたNDA装置を開発し、令和3年度よりダイアウェイ時間差分析(DDA),即発ガンマ線分析(PGA)、及び中性子共鳴透過分析(NRTA)の試験を実施している。DDAは、使用済み核燃料等の高線量核物質を測定する際に、主にCmからの自発核分裂中性子と核分裂生成物(FP)からのガンマ線の影響を受ける。これまでにCf中性子線源を用いてCm等からの妨害中性子の影響を調べ、問題なく測定できることを報告した。ガンマ線については、中性子検出器の感受率は小さいものの、その強度は自発核分裂中性子に比べて大きいためDDA測定に対する影響が懸念される。そのため、使用済み核燃料から放出されるガンマ線がDDA測定に与える影響について調査した。本研究開発は、文部科学省「核セキュリティ強化等推進事業費補助金」事業の一部である。
大図 章; 前田 亮; 米田 政夫; 藤 暢輔
no journal, ,
使用済み核燃料等の高線量核燃料物質の非破壊分析法(NDA)を確立するため、ダイアウェイ時間差分析(DDA),即発ガンマ線分析(PGA)、及び中性子共鳴透過分析(NRTA)の3つのアクティブ中性子法を測定できる統合非破壊分析装置Active-Nの開発を行っている。開発計画の第1フェーズでは低線量核燃料物質測定におけるDDA部の分析性能向上を主な目的としたが、第2フェーズでは高線量核燃料物質測定技術を確立すべく、高線量の放射線(ガンマ線,中性子)対策を施した装置を開発した。DDA部はPGA部と測定サンプル室を共有しているため、DDA部の開発においては、PGA測定に影響を与える材料を極力排除しつつ、DDA測定の性能を劣化させない構造が求められる。DDA部の構造及びDDAの性能評価を行った結果について報告する。本研究開発は、文部科学省「核セキュリティ強化等推進事業費補助金」事業の一部である。
永井 晴康
no journal, ,
原子力機構では、放射性物質の大気拡散予測システムWSPEEDIの開発と応用研究を行っている。その概要と応用事例を紹介するとともに、福島第一原子力発電所事故以降の大気拡散シミュレーションの活用状況の変化に対して、役割の変化とその要因について考察する。また、考察に基づく研究開発状況として、大気拡散データベースシステムWSPEEDI-DB及び高分解能大気拡散・線量評価システムLHADDASの開発、これらの活用事例としてモニタリング計画の最適化などについて説明する。さらに、今後の研究開発の方向性についても紹介する。
永井 晴康
no journal, ,
原子力緊急時における大気拡散モデルの活用について、原子力機構の研究開発状況を紹介する。福島第一原子力発電所事故では、大気拡散モデルと環境データの融合解析により、放射性物質の放出量と環境汚染状況を解明し、解析結果が住民の被ばく線量評価に活用された。この経験に基づき、様々な気象条件や任意の放出源情報に対する予測結果を即座に取得でき、放出源情報推定や拡散方向の不確実性評価の機能を有するシステムを開発した。また、原子力施設の建物の影響を考慮した高分解能大気拡散計算と線量評価が可能なシステムを開発した。これらの結合により、オンサイトとオフサイトの連続的な拡散予測を目指している。
永井 晴康
no journal, ,
原子力緊急時における大気拡散モデルの活用について、原子力機構の研究開発状況を紹介する。福島第一原子力発電所事故では、大気拡散モデルと環境データの融合解析により、放射性物質の放出量と環境汚染状況を解明し、解析結果が住民の被ばく線量評価に活用された。この経験に基づき、様々な気象条件や任意の放出源情報に対する予測結果を即座に取得でき、放出源情報推定や拡散方向の不確実性評価の機能を有するシステムを開発した。また、原子力施設の建物の影響を考慮した高分解能大気拡散計算と線量評価が可能なシステムを開発した。これらの結合により、オンサイトとオフサイトの連続的な拡散予測を目指している。
