JPH01140051A - 中性子測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は放射性廃棄物等の測定試料に含まれる核燃料物
質量を分析するために、その測定試料に中性子を照射し
て即発中性子を計数する中性子測定装置に関する。

（従来の技術） 原子力発電所で生成する放射性廃棄物は、核燃料物質を
含む可能性のあるものはその含有ａを分析するために、
測定装置により分析される必要がある。

第２図はその測定装置の一例で従来の即発中性子測定法
による中性子測定装置を示す構成図である。

第２図においてポリエチレン１およびグラフフィト２か
らなる測定室３内に中性子発生管ヘッド４が備えられ、
その中性子発生管ヘッド４から測定室３内へ高速中性子
がパルス状に照射される。

照射された高速中性子は測定室３内を通り、グラフ？イ
ｌ−２に達してグラフフィト２中を減速されつつ通過し
、その後ポリエチレン１により反射されて測定室３内へ
戻る。測定室３に戻った中性子は上記グラファイト２お
よびポリエチレン１によりさらに減速されて熱中性子と
なり測定試料５に達する。

測定試料５に熱中性子が達すると、測定試料５中の核分
裂性物質が核分裂を起こして高速中性子を放出する。こ
の高速中性子は測定室３中を通ってグラフフィト２に達
し、グラフフィト２中を通過する際に多くの中性子が減
速されて熱中性子となり、中性子検出装置６のカドミウ
ム７に吸収される。そして、熱中性子よりもエネルギが
大きい残りの中性子（熱外中性子、中速中性子、高速中
性子）はカドミウム７を通過し、中性子検出装ｄ６内の
ポリエチレン８により減速された後、熱中性子検出器９
に検出される。

（発明が解決しようとする問題点） 従来の中性子測定装置は中性子検出装置６と測定試料５
の間にグラファイト２が介在するため、測定試料５から
放出された高速中性子の多くはグラファイト２によって
減速され、実際に中性子検出装置６に検出される中性子
の数は大幅に減少する。例えばグラフフィト２の厚さを
１５０とすると、測定試料５から放出された高速中性子
のうち中性子検出装置６に検出される中性子の数は、グ
ラフアイ］−２が介在しない場合に比較して約１／１０
となる。このような中性子計数の減少は中性子測定装置
の検出精度にも影響するため、中性子計数はできるだけ
多い方が望ましい。

本発明は上記の事情を考慮してなされたもので、測定試
料から放出される高速中性子のうち中性子検出装置に検
出される中性子の割合を廟大させて検出精度を向上させ
ることができる中性子測定装置を提供することを目的と
する。

（発明の構成） （問題点を解決するための手段） 本発明は、中性子減速材からなる測定室と、この測定室
内に収容される測定試料と、上記測定室内へ高速中性子
をパルス状に照射する中性子発生器と、前記測定試料か
ら核分裂により放射される高速中性子を検出する複数の
中性子検出装置とが備えられた中性子測定装置において
、上記複数の中性子検出装置は前記測定室内に前記測定
試料を取り囲んで配設されたものである。

（作用） 中性子発生器から照射された高速中性子は測定室を構成
する中性子減速材により減速されて熱中性子となった後
、測定試料に達する。測定試料が熱中性子照射を受ける
と、測定試料に含まれる核分裂性物質が核分裂を起こし
て高速中性子を放出する。そして、測定試料から放出さ
れた高速中性子は測定室内に測定試料を取り囲んで配設
された中性子検出装置に直接検出される。このように、
測定試料から放出された高速中性子が減速材を通過する
ことなく直接中性子検出装置に検出されるため、放出さ
れた高速中性子のうち中性子検出装置に検出される中性
子の割合が増大し、検出精度が向上する。

（実施例） 本発明に係る中性子測定装置の一実施例を第１図を参照
して説明する。

中性子測定装置は中性子減速材からなる測定室３と、そ
の測定室３内に収容される測定試料５と、Ｅ記測定室３
内へ高速中性子をパルス状に照射する中性子発生器１０
と、前記測定試料５から核分裂により放射される高速中
性子を検出する複数の中性子検出装置１１とが備えられ
る。

測定室３を構成する中性子減速材としては例えばポリエ
チレン１およびグラファイト２が用いられ、外側に散乱
断面積が大きいポリエチレン１、内側に吸収断面積が小
さいグラファイト２が配設される。また、測定試料５は
主として放射性廃棄物であり、例えば核燃料再処理工程
で生じる燃料被覆管の溶解後の剪断片（ハル：１ｆｕｌ
ｌ）等が代表的なものである。

前記中性子発生器１０は測定室３内に中性子発生管ヘッ
ド４を有し、この中性子発生管ヘッド４から測定室３内
へパルス状に高速中性子を照射するようになっている。

中性子検出装置１１は複数基設けられ、測定室３内に測
定試料５を取り囲んで配設される。各中性子検出装置１
１はカドミウム等の中性子吸収材１２に囲まれたポリエ
チレン等の中性子減速材１３内に熱中性子検出器１４が
備えられる。ポリエチレン１３の厚さは例えば約１　ｃ
ｍ程度であり、熱中性子検出器１４としては例えば３日
ｅカウンタ、１０Ｂラインドカウンタ、フイツションチ
ェンバが用いられる。

また、カドミウム１２を有する中性子検出装置１１を測
定試料５とグラファイト２の間に設定すると、グラファ
イト２により減速されて生じた熱中性子が測定試料５に
向って進む間に途中のカドミウム１２により吸収され、
測定試料５に達する熱中性子の数が減少して測定試料５
中の核分裂反応が減少し、測定試料５から放出される高
速中性子の数が減少する。したがって、カドミウム１２
による熱中性子の吸収を防止するために、グラフフイ１
へ２内面の総面積に対する、各中性子検出装置１１のカ
ドミウム１２を測定試料５側から見た面積の和の割合を
２０％以下程度に下げる必要がある。そのため、この実
施例では各中性子検出装置１１は各熱中性子検出器１４
をそれぞれカドミウム１２で囲んで構成され、測定試料
５側から見たカドミウム１２０面積を減少させている。

次に、上記実施例の作用について説明する。中性子発生
管ヘッド４から照射された高速中性子は測定室３内を進
みグラフフィト２およびポリエチレン１により減速され
て熱中性子となった後、測定試料５へ向って進む。この
場合、グラファイト２内 のカドミウム１２を測定試料５側から見た面積の和の割
合を２０％以下程度に減少さゼているため、熱中性子の
カドミウム１２による吸収が抑制される。

その後、測定試料５に達した熱中性子により測定試料５
内の核分裂性物質が核分裂を起こし、この核分裂性！ｌ
ｌ！！質から高速中性子が放出される。放出された高速
中性子は測定室３内を進みグラファイト２等の中性子減
速材を通過することなく直接中性子検出装置１１に検出
される。したがって、中性子検出装置１１と測定試料５
との間にグラフフィト２等の中性子減速材を介在させた
場合に比較して、大幅に中性子の計数が増加し、中性子
測定装置の検出精度が向上する。

〔発明の効果〕

本発明に係る中性子測定装置は複数の中性子検出装置が
測定室内に測定試料を取り囲んで配設されたから、測定
試料から放出された高速中性子はグラフフィト等の中性
子減速材を通過することなく、直接中性子検出装置に検
出される。したがって、中性子検出装置と測定試料との
間にグラファイト等の中性子減速材を介在させた場合に
比較して大幅に中性子の計数が増加し、中性子測定装置
の検出精度が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る中性子測定装置を示す構成図、第
２図は従来の中性子測定装置を示す構成図である。 １・・・ポリエチレン、２・・・グラファイト、３・・
・測定室、４・・・中性子発生ヘッド、５・・・測定試
料、１０・・・中性子発生器、１１・・・中性子検出装
置、１２・・・カドミウム、１３・・・ポリエチレン、
１４・・・熱中性子検出器。 へ　＼　トへつン　ミ へ　＼　ト、　　い　（＞’）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 中性子減速材からなる測定室と、この測定室内に収容さ
   れる測定試料と、上記測定室内へ高速中性子をパルス状
   に照射する中性子発生器と、前記測定試料から核分裂に
   より放射される高速中性子を検出する複数の中性子検出
   装置とが備えられた中性子測定装置において、上記複数
   の中性子検出装置は前記測定室内に前記測定試料を取り
   囲んで配設されたことを特徴とする中性子測定装置。