Improvement of detection limit in differential die-away analysis system for nuclear non-proliferation and nuclear security

大図 章; 前田 亮; 米田 政夫; 藤 暢輔

Proceedings of 2019 IEEE Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Conference (NSS/MIC 2019), Vol.1, p.101 - 104, 2020/08

https://doi.org/10.1109/NSS/MIC42101.2019.9059900

In the fields of safeguards, nuclear non-proliferation, and nuclear security, non-destructive analysis (NDA) techniques useful for highly radioactive nuclear materials (NMs) are not established yet because there are so many technical difficulties to measure the amount of the highly radioactive NMs. A novel NDA system with a pulsed neutron source as the method for determining the composition of mixed NMs has been developing in the Japan Atomic Energy Agency. In the NDA system, a differential die-away analysis (DDA) technique is used to quantify the amount of fissile materials. The detection limit of fissile materials in DDA system is determined by the signal to noise ratio in fast neutron counting. A method to reduce the noise signal by using neutron absorber (BC rubber) sheets mounted on the inner entire surface in the sample cavity is proposed. The effect of the sheets on the reduction of noise signal in the fast neutron counting was investigated in both experimental test and simulation. The experimental results show that it is possible to detect a nuclear fissile material (Pu) of as low as 1 mg in a vial bottle when the absorber sheets with a thickness of 3 mm is used. This paper also presents comparison between experimental data and simulation results.

放射線加工レベルCo線高線量率校正用電離箱システム

小嶋 拓治; 橘 宏行; 羽田 徳之; 金子 広久; 春山 保幸; 田中 隆一*

Radioisotopes, 50(7), p.291 - 300, 2001/07

https://doi.org/10.3769/radioisotopes.50.291

現在、医療用具の滅菌等放射線加工処理では、広い照射場が得られるようにCo 線板状線源を用い10010,000 Gy/h程度の線量率を利用している。こうしたパノラミックな(コリメートされていない)照射場の特性や線量率範囲は、点線源を用いたコリメートされた比較的低い線量率の照射場をもつ現在の線量標準機関と異なっていることから、この分野における線量トレーサビリティをもたせることは容易でない。そこで、日本原子力研究所(原研)では、国家標準である経済産業省産業技術総合研究所(産総研)における線量率範囲も含み広い範囲520,000 Gy/hをカバーするCo 線照射場を二つの大線量用線源を用いて構築し、この照射場において平行平板型電離箱システムに基づく大線量校正技術を開発した。原研での線量校正が産総研とトレーサビリティをもつことを技術的に明らかにするため、線量率範囲10100 Gy/hオーダーの産総研で与えられた電離箱の校正結果、すなわち電流から照射線量率への換算係数は、照射場の特性のちがいに関わる補正なく、大線量率520,000Gy/hにおいても有効であることを示した。また、不確かさ2.2%(95%信頼度相当)で線量0.5 Gyを校正できることを明らかにした。

インキャン式高周波加熱を用いた焼却溶融設備の確証試験

菅谷 敏克; 堂野前 寧; 加藤 徳義; 宮崎 仁; 谷本 健一

JNC TN9410 2000-002, 149 Pages, 1999/12

JNC-TN9410-2000-002.pdf:23.51MB

建設計画を進めている固体廃棄物処理技術開発施設(LEDF)では、高線量廃棄物である可燃物、PVC、ゴム、使用済イオン交換樹脂及び不燃物の処理方法として、「インキャン式高周波加熱」を用いた焼却溶融設備(セラミック製の廃棄物収納容器を高周波による誘導加熱で昇温し、容器内の廃棄物を対象物によって焼却・溶融する設備)を計画している。試験は、焼却溶融設備の設備設計の最適化を目的として、処理対象廃棄物に対する処理性能(処理能力、処理条件など)や運転条件及び処理中に発生するオフガス中の放射性核種の除去性能条件、また、焼却溶融後の生成物である溶融固化体の性状(核種、主要構成成分の均一性、固化体の強度など)の確認を行った。試験装置は、LEDFで実際に使用される規模の焼却溶融装置(パイロット装置)を用いた。また、放射性核種を使用したホット試験を要するものについては、実験室規模の機器を用いて行った。以下に、主な試験結果を要約する。(1)パイロット装置を用いて処理能力を確認した結果、可燃物・難燃物に対して6.7kg/h、樹脂に対して13.0kg/h、石膏以外の不燃物に対し30.0kg/hであった。また、このときの処理条件は幾つかのパラメータの中から選定し、運転温度については、可燃物・難燃物が1000、樹脂が1300、不燃物は1500、燃焼空気については、空気量は90Nmの3乗/h、空気温度は300、吹き込み速度は約20m/sが最適であった。(2)焼却溶融設備に必要な処理量が得られる一日の運転時間を確認した結果、可燃物、PVCやゴムなどの焼却対象廃棄物の焼却時間は5時間、焼却前後のキャニスタ昇温、残燃時間は各30分必要であった。不燃物などの溶融時間は、焼却灰の保持時間と石膏の溶融時間を考慮して5時間、キャニスタ昇温時間30分が必要であった。(3)パイロット装置により焼却溶融炉からセラミックフィルターまでの系統除染係数を確認したところ、実廃棄物の主要非揮発性核種(Co、Cs、Ce)に対し、10の5乗以上であった。(4)実験室規模の機器を用いて、高温オフガス中の揮発性ルテニウムを除去する高温Ru吸着塔の設計条件を確認した結果、粒径0.8から1.7mmの鉄担持シリカゲルに対して、滞留時間3秒以上を確保することで、除染係数10の3乗が得られるとともに、吸着材寿命は約1年であることがわかっ

エレクトロンビームの工業利用

中瀬 吉昭

色材協會誌, 66(1), p.19 - 27, 1993/01

https://doi.org/10.4011/shikizai1937.66.19

色材(塗料、顔料、印刷インキ、化粧品など)や界面制御ならびにこれらに関連した研究成果の報告、総説、解説、講座などを掲載する協会の機関誌に投稿する(編集委員会より執筆依頼)。エレクトロンビームの工業利用の全般的な紹介である。放射線の話、電子線の利用価値、電子加速器の話、とくに色材に関連して使用されている低エネルギー加速器について利用時の問題点の指摘を行い、次に工業利用における詳細を、高線量率照射の特長、その利用の説明、さらにキュアリング、架橋・グラフト、重合・高分子合成、分解、低分子合成等にわけて紹介した。

高線量廃棄物等減容処理施設の設計調査

山崎 純*; 関 貞雄*; 福田 五郎*

PNC TJ9409 91-001, 164 Pages, 1991/02

PNC-TJ9409-91-001.pdf:4.41MB

動力炉・核燃料開発事業団大洗工学センターで発生する高線量固体廃棄物は,現在23重のステンレス製の缶に密封収納後,日本原子力研究所大洗工学研究所廃棄物処理場の高レベル固体廃棄物貯蔵施設に保管されている。しかしこの施設は,現在の貯蔵量と今後の発生量から推定すると平成8年ごろ満杯となるため,既貯蔵廃棄物の減容等により貯蔵能力の拡大化を図る必要がある。本報告書はこれを受けて,現在保管中の高線量固体廃棄物,あるいは今後発生する廃棄物の量,性状等を調査予測を行い,処理量に見合った合理的処理プロセス等に係わる設計調査を行い,その結果をまとめたものである。特に本設計調査では発生源から送られてくる固体廃棄物の減容処理の効率化等に重点をおいた検討を行い運転性,保守性,安全性,開発度,経済性等の面も加味した検討を行った。

Radiation-induced polymerization of methyl methacrylate and alkyl acrylates at high dose rate

林 香苗; 竹崎 淳一; 岡田 紀夫; 桜田 一郎*

J.Appl.Polym.Sci., 36, p.295 - 308, 1988/00

https://doi.org/10.1002/app.1988.070360204

メタクリル酸メチルおよびアクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸n-ブチルの放射線重合を線ならびに電子線加速器を用いて10-10rad/secの広い線量率範囲にわたって行った。メタクリル酸メチル、アクリル酸n-ブチルに対しては上記の全線量率領域にわたってラジカル重合がおこり、重合初期段階では定常状態の動力学が成立することがわかった。アクリル酸メチル、アクリル酸エチルに対しては、線量率の増大による重合速度の増大は、1/2乗則から予想されるよりずっと小さく、線量率の増大による分子量の減少よりもずっと小さいことが示された。ここで研究したモノマーすべてについて、ゲル効果による重合速度の自動加速現象は、線量率の増大により明瞭でなくなった。これらのモノマーから得られたポリマーはすべて二つのピークをもつ分子量分布をもっていることが明らかとなった。

Electric conduction of low density polyethylene induced by high dose rate gamma rays

望月 清次*; 田村 直幸; 矢作 吉之助*

Journal of Applied Physics, 54(8), p.4433 - 4438, 1983/00

https://doi.org/10.1063/1.332638

110~110R/hの高線量率線照射下での低密度ポリエチレンの放射線誘起電気伝導を調べた。低電界領域において、最初の定常誘起電流に続いて、ゆっくりとした増加電流が現われること、そして再び最初の定常誘起電流とは異なった平衡誘起電流の現れることが見いだされた。放射線誘起電流の時間依存性における極性反転効果、温度効果、試料密度効果などを調べた結果、ここで見いだしたある緩和時間を経た後ゆっくりと現われる増加電流は、比較的深いトラップにとらえられたチャージキャリアの熱的再励起によるものであること、また、試料の結晶化度に敏感に依存することなどが推論された。

Formation of fine particle polymer emulsions by high dose rate polymerization

林 香苗; 来島 利幸*; 岡村 誠三*; 江草 茂則; 幕内 恵三

Journal of Polymer Science; Polymer Letters Edition, 20, p.643 - 645, 1982/00

0.3Mradlsの電子線照射下でスチレン等の乳化重合を行ない、40-80nmの平均粒子径をもつ微粒子ポリマー・エマルションが得られた。

Radiation-induced polymerization at high dose rate, VI; Butadiene in n-hexane solution

林 香苗; 香川 一典*; 岡村 誠三*

Journal of Polymer Science; Polymer Chemistry Edition, 19, p.1977 - 1984, 1981/00

種々の溶媒中でブタジエンの電子線重合を行い、n-ヘキサン中では重合速度、生成物の数平均分子量は塊状重合の値の8割程度となるが、比較的高収率(~40%)まで架橋していないポリマーが得られることがわかった。 反応はカチオン機構で進行し、生成物のミクロ構造は塊状重合の場合とほぼ同じであった。 ヘキサン溶液では塊状の場合とくらべて分子内環化が生じやすく、一方架橋はおこりにくいことがわかった。 溶液重合におけるモノマー濃度と重合速度の関係を説明するための動力学式を提案し、実験結果とほぼよい一致を見た。

Polymerization of vinyl and diene monomers by electron beams

林 香苗; 岡村 誠三*

Radiation Physics and Chemistry, 18(5-6), p.1133 - 1142, 1981/00

第3回国際放射線プロセス会議(1980年10月、東京)における一般講演の内容が上記雑誌に特集号として採録されたものである。内容は約10種にわたるビニルならびにジエン化合物の高線量率下での重合挙動を4つの型に分類し、それぞれについてその反応機構を論じたものである。