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論文

Development of active non-destructive analysis technologies for nuclear nonproliferation and security of JAEA

小泉 光生

Proceedings of 41st ESARDA Annual Meeting (Internet), p.260 - 267, 2019/05

The Japan atomic energy agency (JAEA) is developing active non-destructive analysis (NDA) technologies for nuclear nonproliferation and security under the support of the subsidiary of for "promotion of strengthening nuclear security or the like" of the Japanese government MEXT. One of the programs is "development of active neutron NDA techniques", in which four techniques are developed: i.e., Differential Die Away Analysis (DDA), Delayed Gamma-ray Analysis (DGA), Neutron Resonance Transmission Analysis (NRTA), and Prompt Gamma-ray Analysis (PGA). These techniques are used to complement each other. They would be useful for nuclear material accountancy, applicable to both low- and high-level radioactive nuclear materials (NMs), and for nuclear security purposes such as detection of NM and explosive materials. Another program is development of nuclear resonance fluorescence (NRF) technique for detection of NM hidden in a shield. This technique utilizes quasi monochromatic gamma-rays produced by laser Compton scattering (LCS) to irradiate a suspicious sample and observe NRF gamma-rays from that. Demonstration experiment of this technique will be performed soon. In this paper, the development projects are overviewed.

論文

複雑な組成・形状の核燃料を計量管理する中性子共鳴濃度分析法の開発; 粒子状溶融燃料中の核物質非破壊測定技術の開発

小泉 光生; 原田 秀郎; Schillebeeckx, P.*

日本原子力学会誌ATOMO$$Sigma$$, 58(9), p.563 - 567, 2016/09

東京電力福島第一原子力発電所における冷却材喪失過酷事故により、1-3号炉では炉心溶融が起きたと考えられている。溶融燃料(デブリ)は、一定の冷却期間をおいて取り出される計画となっている。通常の原子炉では、燃料集合体を単位とした核物質計量管理を行っているが、今回のように燃料集合体が溶融した場合、取り出した核物質量を何らかの測定を行った上で計量管理することが求められる可能性がある。そうした中、粒子状溶融燃料中の核物質量を定量可能とする非破壊測定技術として中性子共鳴濃度分析法を考案し、平成24年度より3年間、文部科学省による核不拡散・核セキュリティ分野における新規技術開発課題として技術開発を進めてきた。本解説では、開発した技術を概説するとともに、国際原子力機関等の専門家が集まるワークショップで行った技術実証試験について報告する。

論文

Preparation, certification and validation of a stable solid spike of uranium and plutonium coated with a cellulose derivative for the measurement of uranium and plutonium content in dissolved nuclear fuel by isotope dilution mass spectrometry

駿河谷 直樹; 檜山 敏明; Verbruggen, A.*; Wellum, R.*

Analytical Sciences, 24(2), p.247 - 252, 2008/02

 被引用回数:6 パーセンタイル:21.81(Chemistry, Analytical)

東海再処理施設では、使用済核燃料溶解液中のU及びPuの濃度を精確に求めるため、最も信頼性が高いとされている、同位体希釈質量分析法を適用している。本分析において、精確な分析値を得るためには、その基準となる標準物質の信頼性を確保することが不可欠である。これまで使用してきた標準物質は、試料に対して同位体組成が異なる$$^{235}$$Uと$$^{239}$$Puを含む硝酸塩の乾固物をガラス瓶の底に固着したものである。しかし、この乾固物は、物理的安定性に乏しく、時間の経過とともに試料の剥離が起こり、固着状態を保てる期間は6か月程度であり、標準物質としての健全性を長期間担保することが困難であった。本研究では、標準物質の信頼性確保の観点から、安定性に乏しかった従来の標準試料の長期安定化を、セルロースの酢酸化合物を利用したコーティング手法により試みた。その結果、セルロース化合物が形成する被膜によって、U及びPuの標準物質を長期間にわたり保護できることがわかった。

口頭

Joint validation of the in-situ uranium age dating method

大久保 綾子; Mayer, K.*

no journal, , 

European Commission Joint Research Centre (EC-JRC)と原子力機構間の共同研究で、6つの異なるウラン試料を用いて、内在ウラン年代測定法の共同検証を行った。内在ウラン年代測定法による年代測定の結果は、それぞれの試料の既知の製造日と一致した。GUMによる内在ウラン年代測定法の不確実性評価は、$$^{234}$$Th/$$^{230}$$Th測定結果による影響が最も高いことを示した。内在ウラン年代測定法の正確さは、より高精度の$$^{234}$$Th/$$^{230}$$Th測定によって改善することができる。

口頭

Development of active neutron nondestructive assay system

藤 暢輔; 大図 章; 土屋 晴文; 古高 和禎; 北谷 文人; 米田 政夫; 前田 亮; 小泉 光生

no journal, , 

There is no acceptable and practicable single nondestructive method for the assay of Special Nuclear Materials (SNM) and Minor Actinides (MA) in highly radioactive nuclear materials. The Japan Atomic Energy Agency (JAEA) and the Joint Research Centre (JRC) of the European Commission have been developing an active neutron nondestructive assay (NDA) system for nuclear non-proliferation and nuclear security. We utilize four different NDA techniques, namely Differential Die-Away Analysis (DDA), Prompt Gamma-ray Analysis (PGA), Neutron Resonance Transmission Analysis (NRTA) and Delayed Gamma-ray Analysis (DGA). The techniques give us different and useful analytical results, which could provide complementary information. We developed a combined NDA system, which enables the simultaneous measurements of DDA and PGA in the first phase of the collaboration. The improved DDA is possible to quantify a small amount of the fissile mass as low as 1mg (Pu-239). In the second phase, we have developed an advanced NDA system which allows us to measure by NRTA as well as DDA and PGA. NRTA would be the most promising method for highly radioactive nuclear materials. An overview of the project and the recent results will be presented. This research was implemented under the subsidiary for nuclear promotion of MEXT (the Ministry of Education, Culture, Sports, Science and Technology of Japan).

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