JPH02222828A - 核燃料物質の非破壊分析方法およびその装置 - Google Patents
核燃料物質の非破壊分析方法およびその装置Info
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- JPH02222828A JPH02222828A JP1031194A JP3119489A JPH02222828A JP H02222828 A JPH02222828 A JP H02222828A JP 1031194 A JP1031194 A JP 1031194A JP 3119489 A JP3119489 A JP 3119489A JP H02222828 A JPH02222828 A JP H02222828A
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Landscapes
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
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。
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）
本発明は核燃料サイクル施設で取り扱われる核燃料物質
の非破壊分析方法およびその装置に係り、特に熱中性子
を多く吸収する物質を含む測定試料の測定に好適な核燃
料物質の非破壊分析方法およびその装置に関する。
の非破壊分析方法およびその装置に係り、特に熱中性子
を多く吸収する物質を含む測定試料の測定に好適な核燃
料物質の非破壊分析方法およびその装置に関する。
（従来の技術）
従来、核燃料物質の放射能を測定する技術として、燃料
中に含まれる自発核分裂核種から自然に放出される中性
子や、α崩壊核種が放出するα線が軽元素と反応して放
出する中性子を測定する方法、燃料中に熱中性子を照射
して、その中に含まれる核分裂性物質が核分裂反応を起
こした結束放出される中性子を測定する方法、燃料から
放出されるγ線を測定する方法が知られている。
中に含まれる自発核分裂核種から自然に放出される中性
子や、α崩壊核種が放出するα線が軽元素と反応して放
出する中性子を測定する方法、燃料中に熱中性子を照射
して、その中に含まれる核分裂性物質が核分裂反応を起
こした結束放出される中性子を測定する方法、燃料から
放出されるγ線を測定する方法が知られている。
第３図は燃料中に熱中性子を照射して核分裂反応により
放出される中性子を測定する方法に用いられる測定装置
を示すもので、グラフフィト、ポリエチレン等からなる
中性子減速材１により形成された測定室２内に、燃料溶
液等を容置に収納してなる測定試料３と、この測定試料
３に中性子を照射する中性子発生管４と、測定室２内の
熱中性子の強ｐを測定する熱中性子検出器５とが収容さ
れる。中性子減速材１の壁内には測定試料３内に含まれ
る核分裂性物質が核分裂反応を起こして放出する高速中
性子を検出する高速中性子検出器６が備えられる。
放出される中性子を測定する方法に用いられる測定装置
を示すもので、グラフフィト、ポリエチレン等からなる
中性子減速材１により形成された測定室２内に、燃料溶
液等を容置に収納してなる測定試料３と、この測定試料
３に中性子を照射する中性子発生管４と、測定室２内の
熱中性子の強ｐを測定する熱中性子検出器５とが収容さ
れる。中性子減速材１の壁内には測定試料３内に含まれ
る核分裂性物質が核分裂反応を起こして放出する高速中
性子を検出する高速中性子検出器６が備えられる。
この測定装置において中性子発生管４からパルス状の高
速中性子が発生されると、この高速中性子は測定室２内
を進み、中性子減速材１により減速されかつ反射されて
熱中性子となって測定試料３に照射する。熱中性子が照
射されると測定試料３に含まれる核分裂性物質が核分裂
反応を起こし、その結果放出される高速中性子が高速中
性子検出器６により検出され、この高速中性子強度から
核分裂性物質量を測定することができる。
速中性子が発生されると、この高速中性子は測定室２内
を進み、中性子減速材１により減速されかつ反射されて
熱中性子となって測定試料３に照射する。熱中性子が照
射されると測定試料３に含まれる核分裂性物質が核分裂
反応を起こし、その結果放出される高速中性子が高速中
性子検出器６により検出され、この高速中性子強度から
核分裂性物質量を測定することができる。
（発明が解決しようとする課題）
ところで、燃料に熱中性子を照射する方法は、燃料中に
中性子吸収材が含まれる場合には、照射熱中性子が中性
子吸収材に吸収され、測定がうまくいかない場合がある
。例えば、測定試料３としての燃料溶液にガドリニウム
（Ｇｄ）等の中性子吸収の多い物質が含まれている場合
には、照射する熱中性子強度が中性子吸収材としてのＱ
（ｊの最により変化する。第３向に示す従来の測定装置
は、測定試料３に対して四方から熱中性子が照射される
ため、測定試料３内の中性子吸収材により吸収される熱
中性子の邑を測定することができず、核分裂性物質量を
正確に測定することができないばかりか、場合によって
は測定が困難となる。
中性子吸収材が含まれる場合には、照射熱中性子が中性
子吸収材に吸収され、測定がうまくいかない場合がある
。例えば、測定試料３としての燃料溶液にガドリニウム
（Ｇｄ）等の中性子吸収の多い物質が含まれている場合
には、照射する熱中性子強度が中性子吸収材としてのＱ
（ｊの最により変化する。第３向に示す従来の測定装置
は、測定試料３に対して四方から熱中性子が照射される
ため、測定試料３内の中性子吸収材により吸収される熱
中性子の邑を測定することができず、核分裂性物質量を
正確に測定することができないばかりか、場合によって
は測定が困難となる。
また、燃料の放出するγ線を測定する方法は、燃料の容
器が大きくなると、試料中で強いγ線の吸収を受け、内
部からのγ線の測定が困難になる。
器が大きくなると、試料中で強いγ線の吸収を受け、内
部からのγ線の測定が困難になる。
本発明は上記の事情を考山してなされたもので、測定試
料に熱中性子を多く吸収する物質を含む場合にも＾い測
定精度を確保することができる核燃料物質の非破壊分析
方法およびその装置を提供することを目的とする。
料に熱中性子を多く吸収する物質を含む場合にも＾い測
定精度を確保することができる核燃料物質の非破壊分析
方法およびその装置を提供することを目的とする。
（課題を解決するための手段）
本件第１番目の発明に係る核燃料物質の非破壊分析方法
は、パルス状に発生する高速中性子を減速して生成する
熱中性子を測定試料に照射し、この測定試料に含まれる
核分裂性物質の核分裂反応により放出される即発中性子
の強度を測定する一方、測定試料を透過する前の熱中性
子の強度と透過した後の熱中性子の強度を測定して透過
率を求め、この透過率により９Ｆ記即発中性子強度を補
正し、補正後の即発中性子強電から核分裂性物質量を求
めるものである。
は、パルス状に発生する高速中性子を減速して生成する
熱中性子を測定試料に照射し、この測定試料に含まれる
核分裂性物質の核分裂反応により放出される即発中性子
の強度を測定する一方、測定試料を透過する前の熱中性
子の強度と透過した後の熱中性子の強度を測定して透過
率を求め、この透過率により９Ｆ記即発中性子強度を補
正し、補正後の即発中性子強電から核分裂性物質量を求
めるものである。
本件第２番目の発明に係る核燃料物質の非破壊分析装置
は、パルス状に高速中性子を発生さける中性子発生管と
、測定試料側を除いて上記中性子発生管の周囲を取り囲
む中性子減速材と、測定試料に含まれる核分裂性物質か
ら放出される即発中性子の強度を検出する高速中性子検
出器と、測定試料を透過する前の熱中性子の強度を検出
する第１熱中性子検出器と、測定試料を透過した後の熱
中性子の強度を測定する第２熱中性子検出蒸と、これら
の中性子検出器の出力を分析する放射線測定回路と、こ
のｌＩｌ射線測定回路により得られたデータを解析する
データ解析手段とを具備したちのである。
は、パルス状に高速中性子を発生さける中性子発生管と
、測定試料側を除いて上記中性子発生管の周囲を取り囲
む中性子減速材と、測定試料に含まれる核分裂性物質か
ら放出される即発中性子の強度を検出する高速中性子検
出器と、測定試料を透過する前の熱中性子の強度を検出
する第１熱中性子検出器と、測定試料を透過した後の熱
中性子の強度を測定する第２熱中性子検出蒸と、これら
の中性子検出器の出力を分析する放射線測定回路と、こ
のｌＩｌ射線測定回路により得られたデータを解析する
データ解析手段とを具備したちのである。
（作用）
本発明は測定試料を透過する前の熱中性子の強度と透過
した後の熱中性子の強度を測定して透過率を求め、この
透過率により即発中性子強度を補正して核分裂性物質量
を求めるから、測定試料に熱中性子を多く吸収する物質
が含まれている場合にも、高い測定精度を確保すること
ができる。
した後の熱中性子の強度を測定して透過率を求め、この
透過率により即発中性子強度を補正して核分裂性物質量
を求めるから、測定試料に熱中性子を多く吸収する物質
が含まれている場合にも、高い測定精度を確保すること
ができる。
（実施例）
本件第２番目の発明に係る核分裂性物質の非破壊分析装
置の一実施例について第１図を参照して説明する。
置の一実施例について第１図を参照して説明する。
パルス状に高速中性子を発生させる中性子発生管１０の
測定試料１１１１を除いて周囲を取り囲んで中性子減速
材１２が設けられ、中性子発生管１０の測定試料１１側
には高速中性子を反射し熱中性子を透過させる中性子反
射材１３が設けられる。
測定試料１１１１を除いて周囲を取り囲んで中性子減速
材１２が設けられ、中性子発生管１０の測定試料１１側
には高速中性子を反射し熱中性子を透過させる中性子反
射材１３が設けられる。
これら中性子減速材１２および中性子反射材１３により
キャビティ１４が形成され、このキャビティ１４内に中
性子発生管１０が収容されるとともに、中性子減速材１
２の周囲を取り囲んで熱中性子吸収材１５が設けられる
。
キャビティ１４が形成され、このキャビティ１４内に中
性子発生管１０が収容されるとともに、中性子減速材１
２の周囲を取り囲んで熱中性子吸収材１５が設けられる
。
中性子減速＠１２としては例えば、グラフアイ］−、ポ
リエチレンが用いられ、中性子反射材１３としては例え
ばニラクル（Ｎ ｉ ）が用いられ、熱中性子吸収材１
５としては例えばカドミウム（ｃｄ）が用いられる。
リエチレンが用いられ、中性子反射材１３としては例え
ばニラクル（Ｎ ｉ ）が用いられ、熱中性子吸収材１
５としては例えばカドミウム（ｃｄ）が用いられる。
測定試料１１は例えば容器内に燃料溶液や燃料粉末が収
納されて形成され、ターンテーブル１６上に回転可能に
載置される。
納されて形成され、ターンテーブル１６上に回転可能に
載置される。
測定試料１１の中性子発生管１０側には測定試料１１を
透過する前の熱中性子の強度を検出する第１熱中性子検
出器１７が配設され、測定試料１１の中性子発生管１０
に対して反対側には測定試料１１を透過した後の熱中性
子を検出する第２熱中性子検出器１８が配設される。ま
た、第２熱中性子検出器１８と並んで、測定試料１１内
に含まれる２３５Ｕ等の核分裂性物質が核分裂反応によ
り発生する即発中性子を検出する高速中性子検出器１９
が配設される。
透過する前の熱中性子の強度を検出する第１熱中性子検
出器１７が配設され、測定試料１１の中性子発生管１０
に対して反対側には測定試料１１を透過した後の熱中性
子を検出する第２熱中性子検出器１８が配設される。ま
た、第２熱中性子検出器１８と並んで、測定試料１１内
に含まれる２３５Ｕ等の核分裂性物質が核分裂反応によ
り発生する即発中性子を検出する高速中性子検出器１９
が配設される。
また、非破壊分析装置には上記中性子検出器１７．１８
．１９の出力する信号を分析するための図示しない放射
線測定回路や、データ解析やターンテーブル１６の制御
を行うためのデータ解析手段としての図示しない計算機
が備えられる。
．１９の出力する信号を分析するための図示しない放射
線測定回路や、データ解析やターンテーブル１６の制御
を行うためのデータ解析手段としての図示しない計算機
が備えられる。
次に、本件第１昌目の発明に係る核燃料物質の非破壊分
析方法の一実施例について第２図を参照して説明する。
析方法の一実施例について第２図を参照して説明する。
まず、中性子発生管１０により中性子を照射する前に高
速中性子検出器１９により測定試料１１から放出される
高速中性子を検出する。この高速中性子は測定試料１１
に含まれる ｔＪ、 ＰＵ等の自発核分裂核種か
ら自然に放出されるものであり、その高速中性子を検出
することにより自発核分裂核種の量を測定することがで
きる。
速中性子検出器１９により測定試料１１から放出される
高速中性子を検出する。この高速中性子は測定試料１１
に含まれる ｔＪ、 ＰＵ等の自発核分裂核種か
ら自然に放出されるものであり、その高速中性子を検出
することにより自発核分裂核種の量を測定することがで
きる。
次に、・中性子発生管１０からパルス状に高速中性子を
発生する。発生された高速中性子はキャビアイ１４内を
進み、中性子減速材１２により減速され、あるいは中性
子役Ｑ’Ｊ１１１３により反射された後中性子減速材１
２により減速される。減速されて生成した熱中性子は中
性子反射材１３を透過して測定試料１１に照射される。
発生する。発生された高速中性子はキャビアイ１４内を
進み、中性子減速材１２により減速され、あるいは中性
子役Ｑ’Ｊ１１１３により反射された後中性子減速材１
２により減速される。減速されて生成した熱中性子は中
性子反射材１３を透過して測定試料１１に照射される。
熱中性子が照射されると、測定試料１１内に含まれてい
る２３５゜２３９ｐｕ等の核分裂性物質が核分裂反応を
起こし、その結果放出される即発中性子を高速中性子検
出器１９により検出する。同時に、測定試料１１を透過
する前の熱中性子の強度を第１熱中性子検出Ｍ１７で検
出し、測定試料１１を透過した後の熱中性子の強度を第
２熱中性子検出器１８により検出する。ここで、中性子
発生管１０による高速中性子の照射はパルス状であるた
め、１回の測定では十分な中性子計数が得られないこと
から、中性子発生管１０によるパルス状の高速中性子照
射と中性子検出器１７．１８．１９による中性子の計数
を繰り返し行う。
る２３５゜２３９ｐｕ等の核分裂性物質が核分裂反応を
起こし、その結果放出される即発中性子を高速中性子検
出器１９により検出する。同時に、測定試料１１を透過
する前の熱中性子の強度を第１熱中性子検出Ｍ１７で検
出し、測定試料１１を透過した後の熱中性子の強度を第
２熱中性子検出器１８により検出する。ここで、中性子
発生管１０による高速中性子の照射はパルス状であるた
め、１回の測定では十分な中性子計数が得られないこと
から、中性子発生管１０によるパルス状の高速中性子照
射と中性子検出器１７．１８．１９による中性子の計数
を繰り返し行う。
第１および第２熱中性子検出器１７．１８により検出し
た透過前後の熱中性子強度から熱中性子透過率を求め、
この熱中性子透過率を使用して高速中性子検出器１９に
より検出した即発中性子強度から求めた核分裂性物質量
を補正し、高い精度の核分裂性物質量を求め、その結果
を出力する。
た透過前後の熱中性子強度から熱中性子透過率を求め、
この熱中性子透過率を使用して高速中性子検出器１９に
より検出した即発中性子強度から求めた核分裂性物質量
を補正し、高い精度の核分裂性物質量を求め、その結果
を出力する。
このように第１及び第２熱中性子検出各１７゜１８によ
り求めた透過前後の熱中性子？Ａｉから熱中性子透過率
を求め、この熱中性子透過率によりＩＸ速中性子検出各
１９により検出した即発中性子強度から求めた核分裂性
物質Ｒを補正するから、測定試料１１にＧｄ等の熱中性
子を多く吸収する物質が含まれている場合においても高
い測定精度を確保することができる。
り求めた透過前後の熱中性子？Ａｉから熱中性子透過率
を求め、この熱中性子透過率によりＩＸ速中性子検出各
１９により検出した即発中性子強度から求めた核分裂性
物質Ｒを補正するから、測定試料１１にＧｄ等の熱中性
子を多く吸収する物質が含まれている場合においても高
い測定精度を確保することができる。
なお、前記実施例においては非破壊分析装置に中性子反
射材１３を設けた場合について説明したが、中性子反射
材１３を設けない場合も本発明に含まれ、同様の作用・
効果がある。この場合には中性子発生管１０から照射さ
れた高速中性子が測定試料１１側へ逃げるため、測定試
料１１に照射される熱中性子の強度がわずかに少な（な
る。
射材１３を設けた場合について説明したが、中性子反射
材１３を設けない場合も本発明に含まれ、同様の作用・
効果がある。この場合には中性子発生管１０から照射さ
れた高速中性子が測定試料１１側へ逃げるため、測定試
料１１に照射される熱中性子の強度がわずかに少な（な
る。
（発明の効果〕
本発明は、パルス状に発生する高速中性子を減速して生
成する熱中性子を測定試料に照射し、この測定試料に含
まれる核分裂性物質の核分裂反応により放出される即発
中性子の強度を測定する一方、測定試料を透過する前の
熱中性子の強度と透過した後の熱中性子の強電を測定し
て透過率を求め、この透過率により上記即発中性子強度
を補正し、補正後の即発中性子強電から核分裂性物質量
を求めるから、測定試料に熱中性子を多く吸収する物質
を含む場合においても高い測定精度を確保することがで
きる。
成する熱中性子を測定試料に照射し、この測定試料に含
まれる核分裂性物質の核分裂反応により放出される即発
中性子の強度を測定する一方、測定試料を透過する前の
熱中性子の強度と透過した後の熱中性子の強電を測定し
て透過率を求め、この透過率により上記即発中性子強度
を補正し、補正後の即発中性子強電から核分裂性物質量
を求めるから、測定試料に熱中性子を多く吸収する物質
を含む場合においても高い測定精度を確保することがで
きる。
第１図は本件第２番目の発明に係る核燃料物質の非破壊
分析装置の一実施例を示す構成図、第２図は本件第１番
目の発明に係る核燃料物質の非破壊分析方法の一実施例
を示すフロー図、第３図は従来の測定装置の一例を示す
構成図である。 １０・・・中性子発生管、１１・・・測定試料、１２・
・・中性子減速材、１３・・・中性子反射材、１７・・
・第１ｉ！！中性子検出器、１８・・・第２熱中性子検
出器、１９・・・高速中性子検出器。
分析装置の一実施例を示す構成図、第２図は本件第１番
目の発明に係る核燃料物質の非破壊分析方法の一実施例
を示すフロー図、第３図は従来の測定装置の一例を示す
構成図である。 １０・・・中性子発生管、１１・・・測定試料、１２・
・・中性子減速材、１３・・・中性子反射材、１７・・
・第１ｉ！！中性子検出器、１８・・・第２熱中性子検
出器、１９・・・高速中性子検出器。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、パルス状に発生する高速中性子を減速して生成する
熱中性子を測定試料に照射し、この測定試料に含まれる
核分裂性物質の核分裂反応により放出される即発中性子
の強度を測定する一方、測定試料を透過する前の熱中性
子の強度と透過した後の熱中性子の強度を測定して透過
率を求め、この透過率により上記即発中性子強度を補正
し、補正後の即発中性子強度から核分裂性物質量を求め
ることを特徴とする核燃料物質の非破壊分析方法。 ２、パルス状に高速中性子を発生させる中性子発生管と
、測定試料側を除いて上記中性子発生管の周囲を取り囲
む中性子減速材と、測定試料に含まれる核分裂性物質か
ら放出される即発中性子の強度を検出する高速中性子検
出器と、測定試料を透過する前の熱中性子の強度を検出
する第１熱中性子検出器と、測定試料を透過した後の熱
中性子の強度を測定する第２熱中性子検出器と、これら
の中性子検出器の出力を分析する放射線測定回路と、こ
の放射線測定回路により得られたデータを解析するデー
タ解析手段とを具備したことを特徴とする核燃料物質の
非破壊分析装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1031194A JPH02222828A (ja) | 1989-02-13 | 1989-02-13 | 核燃料物質の非破壊分析方法およびその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1031194A JPH02222828A (ja) | 1989-02-13 | 1989-02-13 | 核燃料物質の非破壊分析方法およびその装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02222828A true JPH02222828A (ja) | 1990-09-05 |
Family
ID=12324616
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1031194A Pending JPH02222828A (ja) | 1989-02-13 | 1989-02-13 | 核燃料物質の非破壊分析方法およびその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02222828A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2014034734A1 (ja) * | 2012-08-31 | 2016-08-08 | 国立大学法人京都大学 | 核物質探知装置及び核物質探知方法 |
| JP2016170170A (ja) * | 2015-03-10 | 2016-09-23 | 一般財団法人電力中央研究所 | 粉体又は造粒物の熱中性子透過量測定装置、並びに粉体又は造粒物中元素の定量分析方法、装置及びプログラム |
-
1989
- 1989-02-13 JP JP1031194A patent/JPH02222828A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2014034734A1 (ja) * | 2012-08-31 | 2016-08-08 | 国立大学法人京都大学 | 核物質探知装置及び核物質探知方法 |
| JP2016170170A (ja) * | 2015-03-10 | 2016-09-23 | 一般財団法人電力中央研究所 | 粉体又は造粒物の熱中性子透過量測定装置、並びに粉体又は造粒物中元素の定量分析方法、装置及びプログラム |
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