JPS63269049A - 廃棄物中のα放射能の定量法 - 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】 （産業分野） 本発明は核燃料再処理施設から発生する様々な核種組成
の廃棄物に適用できるα放射能の定量法に関する。

（従来技術とその問題点） 核燃料再処理施設から発生する廃棄物の多くはウランの
他に、ＴＲＵ（超ウラ７元素：　Ｐ　ｕ　、Ａｍ。

Ｃｍ等）を含んでいる。これらのウラン及びＴＲＵはα
放射能を有し、半減期が極めて長いため、なかなか減衰
せず、しかも毒性はつよい。そのため、ＴＲＵを含む廃
棄物は、その廃棄物に含まれるＴＲＵの濃度に応じて適
切な方法で処分されるが、その際、廃棄物中のＴＲＵ濃
度、すなわちα放射量を正しく把握する必要がある。

廃棄物中のα放射能量を定量する方法としては、アクテ
ィブ中性子法、パッシブ中性子法（自発核分裂中性子法
、（α、ｎ）中性子法）、パッシブｒ線法などがある。

これらの方法を略述する。

（１）　　アクティブ中性子法 （ａ）　　即発中性子法 この方法は外部から照射した速中性子によって誘発され
る核分裂によって生ずる即発中性子の数と減衰特性を利
用して、内部の核分裂性物質の量を同定することを原理
とし、その特徴＆’！　Ｄ　Ｔ中性子発生装置などの加
速器を用いるため、保守、定常運転期間の点で劣ること
である。

＋ｂ）　　遅発中性子法 との方法は、外部から照射した速中性子によって、核分
裂を起こした後に発生する連発中性子を検出し、その数
により、内部の核分裂性物質を同定することを原理とし
、その特徴はＣｆ線源を使えば、保守は容易であるが、
感度は低下する。

（２）パッシブ中性子法 ｌａ）　　コインシデンス法（自発核分裂中性子法）こ
の方法は、自発核分裂で発生する２〜４個の中性子を同
時計数するもので、主に自発核分裂核種を弁別測定でき
ることを原理とし、その特徴は自発核分裂性核種を同定
できるが、感度は低いことである。

（ｂ）（α、ｎ）中性子法　　　　　□この方法は、廃
棄物内のα核種と周囲軽元素との（α、ｎ）中性子を検
出し、その計数率から内部のα放射性核種を同定するこ
とを原理とし、その特徴は廃棄物内のα放射能量な間接
的に推定できることである。

１３）　　パッシブγ線法 この方法は、核物質のほとんどはα崩壊に伴って、それ
ぞれの同位体で固有のエネルギーを持つγ線を放出する
ので、放出γ線エネルギー及ヒ強度を検出器により測定
することによって、測定対象中の同位体組成とその定量
を可能ならしめることを原理とする。

しかしながら、再処理施設から発生する廃棄物中には数
種類のＴＲＵ核種が含まれており、廃棄物の発生する工
程等により、その核種組成やα放射能濃度は様々である
。従って、これらの測定を行う場合、上記の測定法で対
象となる核特性（核分裂断面積、自発核分裂中性子発生
率等）は廃棄物毎に数桁も異なるため、単一の測定法で
は定量が困難である。そこで、二つ以上の測定法を用い
て、廃棄物中のα放射能を求めることが、各国研究所（
たとえば、米国Ｌｏｇ　Ａｌａｍｏｓ研究所、日本原子
力研究所等）で行なわれているが、２つ以上の測定法の
関連付けが行われていないため、測定値からα放射能量
を求めるためには、廃棄物の核種組成が既知であるかま
たは核種組成を推定して仮定するということが必要であ
った。再処理施設から発生する廃棄物の核種組成は廃棄
物の発生した工程により大きく変化するだけではなく、
同一工程においても、様々な変動因子によって大きく変
化する。そのため、核種組成の推定は困難な場合が多い
。従って、このような推定値を仮定する測定では、限ら
れた廃棄物にしか適用できないとい５制限があった。廃
棄物の発生した工程から、ある程度核種組成を推定する
ことができると考えられるが、こうした方法においても
、推定は困難な場合が多い。しかも、このような方法に
より、測定しようとする場合には、廃棄物を発生した工
程別に区別して仕分けを行なわなければならなかった。

（発明の目的） 本発明者らは上記の従来法では核種組成が既知であるか
または推定によって仮定できる蒔定の廃棄物にしか適用
でさないという欠点を解決し、二つ以上の測定量の関係
を再処理プロセスを仲だちとして求め、その相関関係を
利用することにより廃棄物の核種組成の変化に対応でき
る測定方法を提供すべく、種々検討を重ねた結果、再処
理施設から発生する廃棄物はその発生した再処理プロセ
スによって様々な核種組成となっているので、再処理プ
ロセスの各ストリームにおける核種組成を調べ、核種組
成が工程ごとに特定の関係によって変化することに着目
し、核種組成の変化に従い、個々の廃棄物の核種組成が
変化し、前記のアクティブ中性子法、パッシブ中性子法
（自発核分裂中性子法、（α・ｎ）中性子法）、パッシ
ブγ線法等の対象となる核特性（核分裂断面積、自発核
分裂中性子発生率等）は廃棄物ごとに変化するので、測
定の対象となる核特性を基に二つ以上の測定量の関係を
再処理プロセスを仲だちとして求めうろことを知見し、
この知見により本発明に到達した。

（発明の構成） すなわち、本発明によれば、核燃料再処理施設から発生
する放射性廃棄物中のα放射能を、二つ以上の核特性の
測定量について見出される再処理プロセス固有の相関を
利用して求めることを特徴とする廃棄物中のα放射能の
定量法、が得られる。

本発明はこのように、再処理施設等から発生する様々な
廃棄物に対して適用できるα放射能定量法である。すな
わち、本発明は二つ以上の核特性（核分裂断面積、自発
核分裂中性子発生率等）の測定量の関係を、再処世プロ
セスを仲だちとして求め、その相関関係を利用すること
により、廃棄物の核種組成の変化に対応でき、あらゆる
工程から発生する廃棄物に適用できるようにしたもので
、ｆｌ）る。

次に、本発明を実施例によって、より具体的に説明する
。

以下の実施例は本発明の範囲を限定するものではない。

実施例 図面は核反応断面積と（α・ｎ）中性子発生率との関係
を示す。この核反応断面積と（α・ｎ）中性子発生率は
それぞれアクティブ中性子法、（α・ｎ）中性子法と直
接績ひつげられる測定可能な童である。

この図面は再処理プロセスの各工程におけるプロセス流
体の核ａｍ成を基に、各工程から発生した廃棄物に対応
した点をプロットしたものである。

再処理プロセスの各工程から発生する廃棄物は、プロセ
ス流体の核種組成が工程によって汚染されることによっ
て放射能を有するようになるが、プロセス流体の核種組
成が工程によって様々に変動するため、廃棄物の核種組
成は廃棄物の発生した工程によって様々に変化する。し
たがって、廃棄物の核特性は廃棄物の発生した工程によ
って変化する。

図面の横軸は（α・ｎ）中性子発生ぷとα放射能量との
比であり、この値が廃棄物の発生した工程によって変化
していることが分る。（α・ｎ）中性子発出率とα放射
能量との比の工程によるばらつきが大きく、しかもその
廃棄物がどの工程から発生したか分っていなげれば、（
α・ｎ）中性子発生率の測定値から、α放射能量な求め
ようとした場合、よい精度の測定はできない。−万、も
し、（α・ｎ）中性子６発生率とα放射能量の比が廃棄
物の発生した工程によらず、すべての廃棄物に対してほ
ぼ同じであったとすれば、（α・ｎ）中性子発生率の測
定値から廃棄物の発生した工程を区別することなく、α
放射能量を求めることができる。

この図の場合、（α・ｎ）中性子発生率と・）放射量と
の比は１２０〜９４０という範囲で変化している。した
がって、この場合、（α・ｎ）中性子発生率の測定値か
ら、廃棄物の発生した工程を区別することなく、α放射
能を求めようとすれば、求められるα放射能の値は、そ
の値の８倍程度の幅を持つことになる。

しかしながら、この図を見ると、縦軸の指標と（α・ｎ
）中性子発生率とα放射能量との比の変化量とが、良い
相関を示しており、すべてのス）　ＩＪ−ムの点が一本
の相関面線上に並んでいる。この相関曲線は次式で近似
できる。

ｃ　＝７．８Ｘ１０−” ｃ　＝７．７Ｘ　１０−” ｔ ｙ：Ｃｅｋ！α十Ｃ，６に２αに＋　＝６．２　Ｘ　１
０−！に！＝６．２　Ｘ　１１１−” この相関曲線を利用すれば、核反応断面積と（α・ｎ）
中性子発生率との比を測定値から求め、曲線上の点から
対応する（α・ｎ）中性子発生率とα放射能量の比を求
めることができ、（α・ｎ）中性子発生率の測定値から
の放射能を決定することができる。すなわち、アクティ
ブ中性子法による測定値と（α・ｎ）中性子法による測
定値とからα放射能量な求めることができる。この場合
、廃棄物が発生した工程を区別することなく、一本の相
関曲線を利用して、α放射能を決定できる。また、α放
射能の見積り誤差は、各工程における点の相関曲線から
のばらつきによって決まるが、この場合、この誤差は核
反応断面積と（α・ｎ）中性子発生率との比によって異
なる。この比が小さい場合には非常によい精度が期待で
き、この比が大きいときでも、この誤差は見積もられた
α放射能の値の１．５倍程度におさまっている。この図
面は各工程における核種組成を変動させる主な変動因子
である使用済燃料の燃焼度変化（２０，０００〜３３，
０００ＭＷＤ／ＭＴＵ）や各工程における除染係数の変
動（主要な工程における１桁の変動）によるばらつきも
考慮した図であり、こうした変動によるばらつきを含め
て考えてもよい相関関係が保たれている。

以上に示したのは本発明による定量法の一例であり、こ
の他に様々な測定法の組合せに対しても応用することが
できる。

（発明の効果） 本発明は上記構成をとることによって次の効果が得られ
る。

すなわち、従来方法では廃棄物の核種組成が既知である
か、または推定して仮定できる必要があったが、本発明
の測定法に基づけば、二つ以上の測定法の組合せによっ
て核種組成が分らなくてもα放射能量を定量することが
できる。よって廃棄物の発生した工程の区別をすること
も必要なく、α放射能量を定量することができる。した
がって、廃棄物の仕分は作業が不要であるばかりでなく
、同一の測定システムですべての廃棄物の測定ができる
可能性があるので非常に有効な定量法である。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例における（α・ｎ）中性子発生
率／α放射能量と核分裂断面積／（α・ｎ）中性子発生
率の関係を示すグラフ図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）核燃料再処理施設から発生する放射性廃棄物中の
   α放射能を、二つ以上の核特性の測定量について見出さ
   れる再処理プロセス固有の相関を利用して、求めること
   を特徴とする廃棄物中のα放射能の定量法。