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論文

Neutron resonance analysis for nuclear safeguards and security applications

Paradela, C.*; Heyse, J.*; Kopecky, S.*; Schillebeeckx, P.*; 原田 秀郎; 北谷 文人; 小泉 光生; 土屋 晴文

EPJ Web of Conferences (Internet), 146, p.09002_1 - 09002_4, 2017/09

 パーセンタイル:100

Neutron-induced reactions can be used to study the properties of nuclear materials in the field of nuclear safeguards and security. The elemental and isotopic composition of these materials can be determined by using the presence of resonance structures in the reaction cross sections as fingerprints. This idea is the basis of two non-destructive analytical techniques which have been developed at the GELINA neutron time-of-flight facility of the JRC-IRMM: Neutron Resonance Capture Analysis (NRCA) and Neutron Resonance Transmission Analysis (NRTA). A full quantitative validation of the NRTA technique was obtained by determining the areal densities of enriched reference samples used for safeguards applications with an accuracy better than 1%. Moreover, a combination of NRTA and NRCA has been proposed for the characterisation of particle-like debris of melted fuel formed in severe nuclear accidents. In order to deal with the problems due to the diversity in shape and size of these samples and the presence of strong absorbing matrix materials, new capabilities have been implemented in the resonance shape analysis code REFIT. They have been validated by performing a blind test in which the elemental abundance of a combined sample composed of unknown quantities of materials such as cobalt, tungsten, rhodium or gold was determined with accuracies better than 2%.

報告書

Application of probability generating function to the essentials of nondestructive nuclear materials assay system using neutron correlation

細馬 隆

JAEA-Research 2016-019, 53 Pages, 2017/01

JAEA-Research-2016-019.pdf:5.71MB

核物質非破壊測定システムの基礎への確率母関数の適用について研究を行った。最初に、高次の中性子相関を七重相関まで代数的に導出し、その基本的な性格を調べた。高次の中性子相関は、漏れ増倍率の増大に応じて急速に増大し、検出器の効率や設定によるが漏れ増倍率が1.3を超えると、より低次の中性子相関と交わり追い越してゆくことを見出した。続いて、高速中性子と熱中性子が共存する系において、高速中性子による核分裂数と二重相関計数率及び熱中性子による核分裂数と二重相関計数率を、代数的に導出した。従来の測定法と、differential die-away self-interrogation法によって得られるRossi-alpha結合分布と各エリアの面積比を用いれば、高速中性子と熱中性子それぞれの単位時間あたりの誘導核分裂数、ソース中性子1個あたりそれぞれの誘導核分裂数(1未満)及びそれぞれの二重相関計数率を、推定可能であることを見出した。

論文

IAEA保障措置技術及び人材育成に対するJAEAの貢献

直井 洋介; 小田 哲三; 富川 裕文

日本原子力学会誌, 58(9), p.536 - 541, 2016/09

日本は1955年に制定された原子力基本法に従い、原子力の研究開発、原子力エネルギーの利用を平和目的に限って推進してきた。平和目的に限られていることを担保するため、事業者は計量管理を行い、IAEAと保障措置協定を締結する以前は二国間原子力協定(日米,日仏,日加等)に基づき報告を行い、1977年のIAEAとの保障措置協定を締結後は国内法が改定され、それに基づき計量管理及びその報告が行われてきた。1999年には追加議定書を締結して新たな義務を負うIAEAの保障措置活動に対応してきており、これまでわが国の原子力活動についての申告の正確性と完全性がIAEAによって検認されてきている。2004年には、核物質の転用や未申告の活動はないとの「拡大結論」を得て以降、これまで毎年この拡大結論を得てきている。本報告では、原子力機構がこれまで取り組んできたIAEAの保障措置に必要な技術開発や人材育成への協力などIAEA保障措置活動への貢献について報告する。

論文

Uranium particle identification with SEM-EDX for isotopic analysis by secondary ion mass spectrometry

江坂 文孝; 間柄 正明

Mass Spectrometry Letters, 7(2), p.41 - 44, 2016/06

保障措置環境試料中の個別ウラン粒子の分析(パーティクル分析)は、二次イオン質量分析(SIMS)法などにより行われている。この際、あらかじめ試料中に含まれる多くの粒子からウランを含む粒子を特定する必要があり、これまで分析の律速になっていた。本研究では、走査型電子顕微鏡の反射電子像を利用した自動分析により効率的にウラン粒子を特定し、SIMS法により同位体比分析を行う方法について検討した。本検討により分析条件の最適化を行った結果、1000倍の倍率で反射電子像を観測することにより、直径1$$mu$$m程度のウラン粒子を効率的に特定できることが確かめられた。

論文

Application of automated particle screening for effective analysis of individual uranium particles by thermal ionization mass spectrometry

江坂 文孝; 鈴木 大輔; 蓬田 匠; 間柄 正明

Analytical Methods, 8(7), p.1543 - 1548, 2016/02

AA2015-0572.pdf:0.66MB

 被引用回数:6 パーセンタイル:28.35(Chemistry, Analytical)

原子力施設で採取された環境試料中の個々のウラン粒子の同位体比分析は、施設での未申告原子力活動を検知する上で重要である。本研究では、効率的な分析法の開発を目的として、自動粒子スクリーニングを利用して測定する粒子を選別し、表面電離質量分析法(TIMS)により同位体比分析を行う方法の開発を行った。本法により実際の査察試料を分析した結果、従来法に比べて分子イオンの影響を低減化して個々のウラン粒子の同位体比を決定することが可能なことが示され、本法の有効性が確かめられた。

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

Challenge to ultra-trace analytical techniques of nuclear materials in environmental samples for safeguards at JAERI; Methodologies for physical and chemical form estimation

臼田 重和; 安田 健一郎; 國分 陽子; 江坂 文孝; Lee, C. G.; 間柄 正明; 桜井 聡; 渡部 和男; 平山 文夫; 福山 裕康; et al.

International Journal of Environmental Analytical Chemistry, 86(9), p.663 - 675, 2006/08

 被引用回数:12 パーセンタイル:61.82(Chemistry, Analytical)

IAEAは、保障措置の強化策の一環として、未申告の原子力活動を検知するため、1995年保障措置環境試料分析法を導入した。核物質を扱う原子力活動は、施設内外から採取された環境試料中の極微量核物質を精確に分析することにより、その痕跡を立証できるという原理に基づく。現在は、施設内で拭き取ったスワイプ試料に含まれる極微量のUやPuの同位体比を分析している。将来は、施設外で採取された植物・土壌・大気浮遊塵なども環境試料として想定される。環境試料中の核物質の物理的・化学的形態がわかれば、その起源,取り扱い工程,移行挙動が推定できる。保障措置の観点からは、このような情報も重要である。原研では、CLEARを整備して以来、文科省の要請を受け、我が国とIAEA保障措置に貢献するため、おもにスワイプ試料中の核物質を対象とした高度な極微量分析技術の開発に挑戦してきた。本発表では、(1)原研で開発した極微量環境試料分析技術の全般,(2)物理的・化学的形態評価にかかわる現在の分析技術開発,(3)極微量核物質に将来適用可能な形態分析技術にかかわる方法論について述べる。

報告書

原研におけるクリーン化学分析所の整備; 高度環境分析研究棟(CLEAR)

半澤 有希子; 間柄 正明; 渡部 和男; 江坂 文孝; 宮本 ユタカ; 安田 健一郎; 郡司 勝文*; 山本 洋一; 高橋 司; 桜井 聡; et al.

JAERI-Tech 2002-103, 141 Pages, 2003/02

JAERI-Tech-2002-103.pdf:10.38MB

原研で整備した、クリーンルームを有する実験施設である高度環境分析研究棟(CLEAR)について、設計,施工及び2001年6月の運用開始段階における性能評価までを概観する。本施設は、保障措置環境試料分析,包括的核実験禁止条約(CTBT)遵守検証及び環境科学にかかわる研究を目的として、環境試料中の極微量核物質等の分析を行うための施設である。本施設では、クリーンルームの要件と核燃料物質使用施設の要件とを両立した点及び、多量の腐食性の酸を使用した金属元素の微量分析に対応してクリーンルームの使用材料に多大な注意を払った点に大きな特徴がある。そのほか、空調及び空気清浄化の設備,クリーンフード等の実験用設備,分析施設としての利便性及び安全設備についてもその独自性を紹介し、さらに完成したクリーンルームについて、分析操作に対するバックグラウンド評価の結果を示した。本施設の整備により、環境試料中の極微量核物質等の信頼性のある分析を行うための条件が整った。

論文

保障措置と核物質管理に関するシンポジウム; 国際保障措置セッションを中心に

西村 秀夫

核物質管理センターニュース, 28(8), p.5 - 7, 1999/08

欧州保障措置研究開発協会(ESARDA)第21回年次大会「保障措置と核物質管理に関するシンポシジウム」が5月4日から6日までの3日間、スペインのセビリアで開催された。今回のシンポジウムの特徴は、ESARDA創立30周年記念大会として保障措置の研究開発及びESARDAの活動を振り返り、カストマーの要請に応える成果を挙げてきたと評価する一方、今後も保障措置研究開発の重要性はいささかも変わるところがないと総括した点にある。発表された多くの論文からもヨーロッパにおける衰えぬ熱気を感じさせるものがあった。また、従来保障措置に限定されるきらいがあったが、保障措置以外の枠組みを紹介したり、密輸等の不法行為を扱ったり、より広い観点から問題に取り組もうとする姿勢が見えたことが注目された。本稿では、国際保障措置関連のセッションで発表された論文を中心に、ESARDA年次大会の概要を紹介する。

論文

燃料用燃料球と増殖用燃料球を用いたペブルベッド型高温ガス炉による兵器級プルトニウムの消滅

山下 清信; 徳原 一実*; 新藤 隆一; 村田 勲; 七種 明雄

日本原子力学会誌, 36(9), p.865 - 868, 1994/00

 パーセンタイル:100(Nuclear Science & Technology)

解体核兵器から出るプルトニウムの処理方法として、ウラン(U)等の親物質と混合した燃料を軽水炉等で燃焼する方法が提案されている。この場合、核変換によって生成した核分裂性物質を有効利用するためには、使用済燃料を繰り返し再処理する必要がある。そこで、燃料をPuからなる燃料球(消滅用燃料球)と親物質からなる燃料球(増殖用燃料球)に分離し、これらをペブルベッド型高温ガス炉の炉心内に混在させて燃焼させ、更に連続的交換することにより、Puを有効的に消滅する方法を考案した。この方法では、消滅用燃料球の$$^{239}$$Puは初期値の1%以下まで消滅でき、消滅用燃料球を直接廃棄できる。また、増殖用燃料球の燃焼は極めて緩慢であるため、健全性が保たれる限り繰り返し使用し再処理の回数を少なくすることができる。ここでは、Pu消滅率、消滅用燃料球1個の最大Pu装荷量等について述べる。

論文

FCAポータル・モニタ-の開発

向山 武彦

核物質管理センターニュース, 16(2), p.6 - 8, 1987/02

JASPASシリーズの一部としての記事である。FCAポータル・モニター開発の経緯、システムの構成・性能、システム・パフォーマンス、システムの現状と今後について概説してある。

報告書

Japanese List of Requests for Nuclear Data

シグマ研究委員会 WRENDA グループ*

JAERI-M 8062, 38 Pages, 1979/01

JAERI-M-8062.pdf:0.93MB

核分裂炉、核融合炉、燃料計量を対象とした核データに対する要求をまとめた。これらはシグマ研究委員会のWRENDA グループで検討、選択されたもので、WRENDA 79/80に提出されている。この報告には244件の要求が載っており、そのうち81件が核分裂炉用、94件が核融合炉用、69件が燃料計量用である。3つの分野に対する核データを1つにまとめたことにより、要求の全容が把握出来て、測定者や評価者にも便利に利用出来る。

報告書

核物質管理と保障措置の術語集・追補

栗山 實; 石原 健彦

JAERI-M 4751, 82 Pages, 1972/03

JAERI-M-4751.pdf:2.22MB

核物質の管理と保障措置で用いられる術語とその定義のうち「JAERI-M4497」に収録できなかった関連術語を約250語補った。定義は主として「Safeguards Dictionary、WASH-1173、1971」によった。

報告書

核物質管理と保障措置の術語集

栗山 實; 石原 健彦

JAERI-M 4497, 38 Pages, 1971/07

JAERI-M-4497.pdf:1.0MB

核物質の管理と保障措置に関連する術語とその定義を「Safeguards Glossary WASH-1162,1970」を底本としてまとめた。付録として、和英索引、核物質の分類、IAEAと各国との協定に用いられる用語の定義を付した。

口頭

Anticipations of NRF-based NDA of nuclear material using monochromatic $$gamma$$-ray beams

瀬谷 道夫; 羽島 良一*; 早川 岳人*; 小泉 光生

no journal, , 

単色$$gamma$$線を使うNRF(核共鳴蛍光)ベースの非破壊測定(NDA)は、核セキュリティにおいては、厚い遮へい体中の核物質の確実な検知、検知対象物あるいは被疑物内部の詳細構造の詳細把握などに使うことが想定される。また、このNDA手法は、保障措置の分野では高放射線環境下(使用済み燃料あるいはキャニスター中の溶融燃料等)中のU/Pu同位体定量詳細測定にも使うことが想定される。さらに、長半減期のマイナーアクチノイド(MA)核種等の核変換を行う加速器駆動未臨界炉燃料の装荷前後のMA核種等の詳細量の測定への適用も想定される。この発表では、これらの対象物に対するNRF-NDAの方法について具体的に紹介する。

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