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論文

Construction of a laser Compton scattered photon source at cERL

永井 良治; 羽島 良一; 森 道昭; 静間 俊行; 赤木 智哉*; 本田 洋介*; 小菅 淳*; 浦川 順治*

Proceedings of 5th International Particle Accelerator Conference (IPAC '14) (Internet), p.1940 - 1942, 2014/07

レーザーコンプトン散乱(LCS)による高強度$$gamma$$線源のために必要とされる加速器技術およびレーザー技術の実証のために、LCS光源とその周辺装置を高エネルギー加速器研究機構のコンパクトERL(cERL)に建設中である。エネルギー回収方リニアック(ERL)の電子ビームによるLCS光源は核種を同定するための非破壊検査システムのキーテクノロジーである。LCS光源とその周辺装置はモードロックファイバーレーザー、レーザー増倍共振器、ビームライン、実験室から成る。そのLCS光源の調整運転は2015年2月に開始される予定である。

論文

核燃料サイクル関連物質の分析

佐藤 宗一*; 鈴木 徹*; 檜山 敏明*; 渡部 和男

ぶんせき, 2005(8), p.451 - 457, 2005/08

核燃料サイクルに関連する分析の進歩について、2000年から2004年の研究論文を中心にサーベイして取りまとめた。近年の傾向として、原子炉材料や核燃料の分析に関する研究報告は、極めて少なくなっている。一方、核不拡散,廃棄物,環境関連の分析研究が増加している。特に、保障措置の環境試料分析に関しては、極微量の核物質の同位体比測定,粒子一個一個の同位体比測定など、従来要求されなかったような高感度な分析方法が要求され、開発されている。

報告書

屋外器材ピット(Bピット)内廃棄物取出し作業に係わる放射線管理について

伊東 康久; 野田 喜美雄; 菊地 正行; 石川 久

JNC-TN8410 2001-018, 67 Pages, 2001/04

JNC-TN8410-2001-018.pdf:2.96MB

プルトニウム燃料工場屋外器材ピット(Bピット)(以下「Bピット」という。)の廃棄物取出し作業は、平成9年9月、安全総点検において確認事項として摘出し、一般作業計画により平成10年6月8日から開始された。平成10年6月25日、廃棄物整理作業中、廃棄物中に放射能汚染物を発見し、さらに、作業者3名の作業衣及び靴底等にも汚染が検出された。作業者の身体サーベイ、鼻スミヤの結果、また、肺モニタ及び精密型全身カウンタでの測定の結果、皮膚汚染はなく内部被ばくもなかった。発見された汚染物等について、核種分析測定を実施したところ、プルトニウムによる汚染と判明した。その後、Bピット内の放射線モニタリングを実施し、廃棄物表面から有意な値($$alpha$$放射能:8.2$$times$$10-3Bq/cm2、$$beta$$$$gamma$$放射能:1.2$$times$$10-2Bq/cm2)を検出したことから当該廃棄物について、核種分析測定を実施したところ、プルトニウムを確認した。なお、廃棄物周辺の線量当量率、空気中放射性物質濃度については検出下限値未満であった。上述のとおりピット内に保管されていた廃棄物の一部の表面に汚染が検出されたため、6月25日にテントハウス内を一時管理区域に設定し、ピットからの汚染拡大防止策として、ピット上部をビニルシート及び防炎シートにて密封した。その後の廃棄物取出し作業は、ピット上部に作業囲いを設置し、作業囲い内にグリーンハウス(以下「GH」という)を3段(GH-1.2.3、ピットはGH-1内)設置して、特殊放射線作業で実施した。作業区域の空気中放射性物質濃度の管理は、GH-1内を連続監視ができるようにダストモニタを設置し、その他についてはエアスニッファを設置して実施した。線量当量率、表面密度の管理は、定点を定め測定した。また、ピット内は第2種酸素欠乏危険場所として指定し、有毒ガス及び酸素濃度の管理が行われた。作業は防護装備を全面マスク及びタイベックスーツ並びに保護手袋着用とし、3名/班で実施された。作業中、毎日GH-1.2.3内の放射線状況を確認し作業者へ周知してきた。放射線状況は全て検出下限値未満であった。廃棄物取出し作業は平成10年11月中旬に終了し、ピット内の清掃後、平成10年12月初旬からピット内の汚染検査及び一時管理区域解除の為の処置を実施して、平成11年1月13日に屋外器材ピット(Bピット)の一時管理区域を解除した。取

報告書

環境中における長半減期放射性核種の定量法とそのレベルに関する調査研究(III)

not registered

PNC-TJ1309 98-001, 161 Pages, 1998/02

PNC-TJ1309-98-001.pdf:5.01MB

本報告は、昨年度に引き続き環境中に存在する核燃料サイクルに深く関連した長半減期放射性核種の分析定量法とそのレベルに関する調査研究結果をとりまとめたものである。本調査研究は1995年度から1997年度の3ケ年間で行われ、最終年度としての本年度は、学会から最新情報を入手すると共に、分析法の妥当性を確認する手法の一つであるクロスチェックを、海底土試料中の$$alpha$$核種分析について実施した。本報告書には、以下の項目の内容が記載されている。(1)環境における放射性核種の挙動(2)放射性核種の分析法(3)学会からの情報収集(4)クロスチェック($$alpha$$核種分析)

報告書

光ファイバ検出器を用いた放射性腐食生成物挙動の高精度測定法の開発

住野 公造; 青山 卓史; 江本 武彦

PNC-TN9410 96-233, 27 Pages, 1996/08

PNC-TN9410-96-233.pdf:0.96MB

高速炉プラントにおける放射性腐食生成物(CP)の1次冷却系内の移行挙動を精度よく把握することは,プラントの保守・点検や補修作業時の放射線被ばくを低減させる上で極めて重要である。このため,高速実験炉「常陽」では,定期検査ごとに主要な被ばく源である^60Co,^54Mn等のCP核種の機器・配管への付着密度とそれによる$$gamma$$線量率分布の測定を実施している。本測定に,近年実用化が進んでいるプラスチック・シンチレーション光ファイバ(PSF)検出器を適用し,その特性を活かすことにより高精度で迅速に測定できる手法を開発した。本開発では,検出感度に関しては,「常陽」実機の放射線場でも有効にPSFを使用できるように,ファイバ素子の太さや本数を変えて検出感度を調整した数種類のファイバを製作し,約0.01$$sim$$10mSv/hまでのワイドアレンジで測定できるように改良した。また,ポジション・センシティブな検出器としてのPSFの特徴を最大限に活用できるようにするため,応答関数を用いた逐次近似法によるアンフォールディング技術を適用し,高速炉の1次冷却系の$$gamma$$線量率分布のような微細な空間分布測定にも適用可能な感度範囲と高い位置分解能を得るようにした。本測定手法を用いて,「常陽」1次冷却系の$$gamma$$線量率の測定を行い,従来の熱蛍光線量計(TLD)による測定との比較を行った。この結果,測定値取得までの所要時間をTLDの約2日から数分間に短縮すると同時に,高分解能の連続的な空間$$gamma$$線量率分布として測定することができ,高速炉プラントのCP挙動測定の高精度化と迅速化を実現した。

報告書

$$alpha$$核種及び$$beta$$$$gamma$$核種が混在する施設の実際的な汚染管理手法

安藤 秀樹; 人見 順一

PNC-TN9100 96-007, 32 Pages, 1996/03

PNC-TN9100-96-007.pdf:1.09MB

燃料破損のない軽水炉では,^60Co及^54Mn等の$$beta$$$$gamma$$核種に対して汚染管理が必要である。これに対して,照射後燃料を取り扱っている施設では,$$alpha$$核種及び$$beta$$$$gamma$$核種の多くの種類に対して汚染管理を必要とする。大洗工学センターには,照射後燃料及び材料の破壊試験を実施している3施設がある。これらの施設では,核種組成比が比較的安定している。このため,日常の汚染管理を^239Pu,^241Pu,^90Sr等の代表的核種に着目しながら全$$beta$$$$gamma$$放射能を測定することにより行っている。核種組成比の調査,汚染管理の考え方及び現場における汚染管理の実際が報告されている。

論文

保障措置環境サンプリングに係わる分析技術について(1),(2)

渡部 和男

核物質管理センターニュース, 25,26(12,1), p.5 - 6, 1996/00

保障措置のための環境サンプリング手段のうち特に重要な超微量分析技術について概説した。保障措置サンプリング手段は、未申告の原子力活動を検知するうえで、非常に有効な手段の一つである。原子力施設内外の環境試料を採取し、そこに含有する核種の組成、同位体比等を精密に測定することにより、その施設での原子力活動が推定できる。本概説では、一般的に分析される対象核種、その定量法について簡単に述べた。

報告書

高速増殖原型炉もんじゅ炉心特性の詳細評価(4)-(その2)-

not registered

PNC-TJ1678 95-003, 97 Pages, 1995/02

PNC-TJ1678-95-003.pdf:2.59MB

もんじゅは平成6年4月に臨界に達し、その後11月まで炉心反応度の測定等の性能試験が実施された。もんじゅの運転性を評価するため、この試験から得られた炉心反応度の測定結果を踏まえて初装荷炉心の炉心特性を明確化した。(1)得られた測定項目のうち1)臨界性、2)過剰反応度、3)燃焼特性(Pu241崩壊に伴う反応度劣化)、4)等温温度係数及び5)流量係数を整理し、設計値と比較した。(2)過剰反応度及びPu241崩壊に伴う反応度劣化について設計値との差があり、その差について核種毎の寄与で分析した結果、臨界実験に使用されなかった高次化Pu同位体及び尾Am241の断面積に原因があることがわかった。(3)高次化Pu同位体及びAm241の最新の核データを使用すれば、今回検討した測定項目については設計手法がほぼ妥当であることがわかった。(4)炉心の温度を約200$$^{circ}C$$から約300$$^{circ}C$$上昇させて得られた等温温度係数については、設計値の方が約6%程過小評価であり、今後得られた出力欠損反応度の測定値と設計値の比較・検討と一緒に検討する必要がある。(5)性能試験結果を反映した過剰反応度に基づいて、運転可能日数を検討した結果からノミナル評価では約70日(全出力換算日)の燃焼が可能であり、不確かさを考慮すると燃焼日数は約50日となる。(6)運転可能日数の評価精度を向上させるためには、更に性能試験結果の解析及び出力試験結果の解析の実施が必要である。

報告書

Mathematicaによる大気拡散の視覚化

篠原 邦彦

PNC-TN9410 92-339, 47 Pages, 1992/11

PNC-TN9410-92-339.pdf:18.25MB

原子力施設から大気放出される放射性核種による環境線量を計算するためには、まず大気中濃度を求めることが必要である。この計算のためには、ガウス型拡散式が最も一般的に用いられている。ANDOSE、ORION-II等の計算コードが、ガウス型拡散式を応用して開発されており、気象データとともに環境線量評価に用いられている。しかしながら、最終的数値解のみならず、拡散式により求められる濃度計算結果を視覚化して表すことにより、拡散計算結果の正しい理解とともに、特に環境評価の初心者にとって学習の大きな助けとなる。ここでは、Mathematicaを用いて、いくつかのケースについてガウス型拡散式による大気中濃度及び大気中から地表面への沈着率の計算結果を視覚的にまとめた。本レポートの大部分の文章及びグラフィックスは、MathematicaのNote Bookを直接出力したものである。

報告書

動燃大洗工学センターにおけるソ連チェルノヴイル原子力発電所事故に伴う環境放射能特別調査結果

五十嵐 孝行*; 進藤 勝利*; 水谷 啓一*

PNC-TN9410 86-117, 145 Pages, 1986/10

PNC-TN9410-86-117.pdf:20.03MB

昭和61年4月26日、ソビエト連邦ウクライナ共和国にあるチェルノブイル原子力発電所で原子炉が破損する大規模な事故が発生した。この事故により多量の放射性物質が大気圏内に放出され、西欧諸国はもとより日本においても全国各地で空気中の浮遊塵や雨水等にヨウ素131を主核種とした放射能が検出された。この報告書は、この事故に伴い、昭和61年4月30日から7月4日にかけて大洗工学センターで採取した環境試料中の放射能測定結果についてまとめ、測定結果を踏まえて若干の考察を加えるとともに大洗工学センター周辺における被ばく線量の試算を行ったものである。

報告書

コンプトン・シールドNaI(Tl)検出器を用いたアンチコンプトン型Ge(Li)$$gamma$$線スペクトロメータの製作とその低レベル計測への応用

東條 隆夫; 近藤 眞

JAERI-M 6555, 45 Pages, 1976/05

JAERI-M-6555.pdf:1.77MB

低レベルの$$gamma$$放射性核種分析および集束$$gamma$$線測定による複雑なエネルギー・スペクトルを有する高レベル線源の核種分析を目的として、アンチコンプトンNaI(Ti)検出器を用いたコンプトン・スペクトル抑制型Ge(Li)$$gamma$$線スペクトロメータを試作した。本レポートにはこのスペクトロメータの基礎的動作特性と低レベル試料測定への応用結果が述べられている。使用した検出部は2KeVのFWHMと10%の相対効率を有するGe(Li)検出器と8in.Dia.$$times$$8in.Longのアニュラス型および3in.Dia.$$times$$3in,thickのアンチコンプトンNaI(Ti)検出器によって構成されている。$$^{1}$$$$^{3}$$$$^{7}$$Csに対するコンプトン・スペクトルに抑制因子としては4以上の値が得られ、自然バックグランドはシングル・スペクトの半分以下になる結果が得られた。$$^{1}$$$$^{3}$$$$^{7}$$Cs、$$^{6}$$$$^{0}$$Coおよび$$^{1}$$$$^{4}$$$$^{4}$$Ceに対する検出限界壊変率としてはそれぞれ、5.8、17.1、および33.5dpmが得られた(50%誤差、1000分計測)。

論文

ジチゾン-クロロホルムによる亜鉛-65の抽出分離; 放射性試水中の核種分析への応用検討

石渡 名澄

第8回日本アイソトープ会議報文集, B-(2)-4, p.260 - 262, 1965/00

クロム-51,マンガン-54,鉄-59,コバルト-60,亜鉛-65および銀-110mが共存する水相からジチゾン-クロロホルムによる亜鉛-65の抽出分離法を報告した。各核種が共存する硫酸酸性試料溶液に担体銀を加えて、ジチゾン-クロロホルム抽出を2回くり返すことにより、銀-110mを分離除去する。水相にクエン酸ナトリウムを加えて、水酸化ナトリウムによりpHを6~7に調節する。ふたたびジチゾン-クロロホルム抽出により亜鉛-65とコバルト-60を有機相に分離したのち、有機相を0.2N塩酸で洗浄することにより亜鉛-65を水相に逆抽出する。

口頭

J-PARCにおけるパルス中性子による多重即発$$gamma$$線分析法の開発

藤 暢輔; 海老原 充*; Huang, M.; 瀬川 麻里子; 木村 敦; 中村 詔司; 古高 和禎

no journal, , 

J-PARCの物質・生命科学実験施設(MLF)のBL04に設置された中性子核反応測定装置(ANNRI), 研究3号炉中性子ガイドホールに設置された多重即発$$gamma$$線検出装置(MPGA)などを用いて、原子力機構, 首都大学東京, 東京大学など6大学2機関による産学官連携重点研究を行なってきた。本発表では、主にANNRIにおけるパルス中性子を用いた多重即発$$gamma$$線分析法開発において得られた研究成果として、標準試料や宇宙化学的試料を用いた実験結果、解析ソフトウェア及びビームラインの高度化等について報告する。さらに今後実施する同手法の高確度化に関する研究開発について、その計画内容を述べる。

口頭

飛行時間型即発$$gamma$$線分析による放射性核種分析の実現可能性

藤 暢輔; Huang, M.; 海老原 充*; 瀬川 麻里子; 木村 敦; 中村 詔司

no journal, , 

J-PARCの物質・生命科学実験施設(MLF)のBL04に設置された中性子核反応測定装置(ANNRI)においてパルス中性子を用いた多重即発$$gamma$$線分析法(TOF-PGA)の研究開発を実施してきた。本発表では、同手法を放射性核種を含む白金族試料に適用し、その分析可能性について検討した結果について報告する。核分裂生成物のうち、Tc-99, Pd-107を含む白金族試料を模擬した試料を測定し、それらの鮮明なピークを確認できた。Pd-107は純$$beta$$核種であり、Tc-99もほとんど$$gamma$$線を出さないため、他の放射性核種に比べて同定と定量が困難であるが、ANNRIにおけるTOF-PGAでは高確度な測定が可能であることを示唆する結果を得た。

口頭

ANNRIにおける次世代非破壊元素分析法

藤 暢輔

no journal, , 

J-PARCの物質・生命科学実験施設(MLF)のBL04に設置された中性子核反応測定装置(ANNRI)においてパルス中性子を用いた多重即発$$gamma$$線分析法(TOF-PGA)の研究開発を実施してきた。本発表では、同手法の特長を従来法との比較によって解説するとともに、同手法を放射性核種を含む白金族試料に適用し、その分析可能性について検討した結果について報告する。Tc-99とPd-107を含む白金族試料を模擬した試料を測定し、それらの鮮明なピークを確認できた。Tc-99とPd-107は他の多くの放射性核種に比べて同定と定量が困難であるが、ANNRIにおけるTOF-PGAでは高確度な測定が可能であることを示唆する結果を得た。また、白金族元素についてもTOF-PGAにおいて明瞭なピークを確認することができた。

口頭

J-PARC ANNRIにおける放射性核種の非破壊分析

藤 暢輔; 海老原 充*; Huang, M.; 木村 敦; 中村 詔司; 瀬川 麻里子

no journal, , 

群分離されたグループのうちTc・白金族元素は、管理すべき長寿命放射性核種であるTc-99, Pd-107を含む。これらの放射性核種の定量は重要であるものの、Pd-107は純$$beta$$核種であり、Tc-99もほとんど崩壊$$gamma$$線を放出しないため、破壊法によっても定量することが困難である。本研究では、群分離後のTc・白金族元素の非破壊分析を確立する事を目的として、ANNRIを用いた飛行時間法を適用した即発$$gamma$$線分析(TOF-PGA)によって高レベル放射性廃液を模擬した試料の測定を行い、放射性核種(Tc-99, Pd-107)の定量を行った。その結果、従来法ではTc-99もPd-107も定量することは困難であったが、TOF-PGAではどちらも明瞭なピークを確認でき、試料の内容物によらず正確な定量値を得ることができた。本発表では、この実験の詳細について述べるとともにANNRIでの分析法開発の現状についても紹介する。

口頭

J-PARC ANNRIにおけるパルス中性子を用いた多重即発$$gamma$$線分析法の開発

藤 暢輔; 海老原 充*; Huang, M.; 瀬川 麻里子; 木村 敦; 中村 詔司

no journal, , 

J-PARCの物質・生命科学実験施設(MLF)のBL04に設置された中性子核反応測定装置(ANNRI)、研究3号炉中性子ガイドホールに設置された多重即発$$gamma$$線検出装置(MPGA)などを用いて、原子力機構, 首都大学東京, 東京大学など6大学2機関による産学官連携重点研究を行なってきた。本発表では、主にANNRIにおけるパルス中性子を用いた多重即発$$gamma$$線分析法開発において得られた研究成果として、中性子及び$$gamma$$線の自己遮蔽補正法、デッドタイムやパイルアップ等の補正法、標準試料や宇宙化学的試料を用いた実験結果、解析ソフトウェア及びビームラインの高度化等について報告する。さらに今後実施する同手法の高確度化に関する研究計画について述べる。

口頭

J-PARC ANNRIにおける飛行時間法を用いた即発$$gamma$$線分析法の開発とその応用

藤 暢輔; Huang, M.; 海老原 充*; 瀬川 麻里子; 土屋 晴文; 前田 亮; 木村 敦; 中村 詔司

no journal, , 

J-PARC MLFに設置した中性子核反応測定装置ANNRIにおいて飛行時間法を用いた即発$$gamma$$線分析法(TOF-PGA)の開発を行っている。TOF-PGAは従来法である即発$$gamma$$線分析(PGA)や中性子共鳴捕獲分析(NRCA)に比べて分解能が飛躍的に向上しており、非常に複雑な元素構成をもつ試料であっても、他の元素からの妨害をほとんど受けずに定量することが可能である。Ni基超合金は、優れた耐熱性を持つため高温ガス炉やガスタービンなどの材料としての開発が行われているが、元素構成が複雑であるためPGAやNRCAによる非破壊分析が困難であった。TOF-PGAの性能評価実験としてNi基超合金の模擬試料を測定した結果、従来法ではMoが他の元素の影響を受けて正常な値を得られなかったが、TOF-PGAでは正確に求めることができた。本発表では、Ni基超合金模擬試料実験の詳細と、TOF-PGAの高度化計画について報告する。

口頭

飛行時間法を用いた即発$$gamma$$線分析法によるNi基超合金の非破壊元素分析

藤 暢輔; Huang, M.; 瀬川 麻里子; 前田 亮; 常山 正幸*; 木村 敦; 中村 詔司

no journal, , 

中性子ビームを用いた非破壊元素分析法として、即発$$gamma$$線分析(PGA)と中性子共鳴捕獲分析(NRCA)がある。J-PARCの物質・生命科学実験施設のBL04に設置されている中性子核反応測定装置(ANNRI)では、大強度パルス中性子を用いることで、PGAとNRCAを同時に測定することができるほか、更にこの2つの分析手法を組み合わせた分析(TOF-PGA)も同時に行うことができる。TOF-PGAは、$$gamma$$線のエネルギーと中性子のエネルギー(共鳴のエネルギー)を同時に用いることができるため、優れた峻別性能をもち、容易に核種を同定することができる。そのため、複雑な組成を持つ試料の分析を行う際に威力を発揮する。Ni基超合金は、高温強度, 耐食性, 耐酸化性などにおいて優れているため、高温タービン等に用いることを目的とした次世代Ni基超合金の開発が進められている。Ni基超合金は多くの金属元素を含むため、それぞれの元素の含有量を正確に知ることが難しい場合がある。ANNRIはNi基超合金の分析に適していると考えられるが、即発$$gamma$$線や共鳴のエネルギーや強度は元素(核種)毎に異なるため、Ni基超合金に含まれる金属元素毎に最適な測定条件が異なる。このため、PGA, NRCA, TOF-PGA測定データを解析し、元素毎に最適な測定法を求めた。本発表ではNi基超合金の測定結果とフィルター装置などのANNRI装置の高度化について報告するとともに、今後の展望についても述べる。

口頭

飛行時間法を用いた即発ガンマ線分析による放射性核種の定量

藤 暢輔; Huang, M.; 瀬川 麻里子; 前田 亮; 常山 正幸*; 土屋 晴文; 木村 敦; 中村 詔司

no journal, , 

J-PARC MLFに設置した中性子核反応測定装置ANNRIにおいて飛行時間法を用いた即発$$gamma$$線分析法(TOF-PGA)の開発を行っている。TOF-PGAは従来法である即発$$gamma$$線分析(PGA)や中性子共鳴捕獲分析(NRCA)に比べて分解能が飛躍的に向上しており、非常に複雑な元素構成をもつ試料であっても、他の元素からの妨害をほとんど受けずに定量することが可能である。そのため、TOF-PGAは分離変換等における放射性核種の非破壊分析としての応用が期待される。群分離されたグループのうちTc・白金族元素は、管理すべきTc-99, Pd-107の長寿命の放射性核種を含む一方で、有用な金属資源として再利用することも検討されている。再利用のためには白金族の定量だけでなく、これらの放射性核種の定量も重要であるが、Pd-107は純$$beta$$核種であり、Tc-99もほとんど崩壊$$gamma$$線を放出しないため、破壊法によっても定量することが困難である。本発表では、白金族元素の測定データに開発した補正法を適用して得られた定量値、及び近年ANNRIに整備した中性子フィルター等について報告する。

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