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Improvement of precision of NRF-based NDA using monochromatic $$gamma$$-ray beam for nuclear materials in debris of melted fuel

単色$$gamma$$線ビームを用いた溶融燃料デブリ中の核物質の非破壊測定における測定精度の改良

静間 俊行; 羽島 良一; 早川 岳人; Angell, C.; 湊 太志; 須山 賢也; 瀬谷 道夫

Shizuma, Toshiyuki; Hajima, Ryoichi; Hayakawa, Takehito; Angell, C.; Minato, Futoshi; Suyama, Kenya; Seya, Michio

$$gamma$$線による核共鳴蛍光散乱法や吸収法を用いて、使用済核燃料や溶融燃料に含まれる核物質を非破壊で測定することが可能である。核共鳴蛍光散乱は、光による原子核の励起及び脱励起の過程である。散乱法では、測定精度は使用済燃料からのバックグラウンド放射に影響される。したがって、最適なS/N比が得られる高エネルギー領域の共鳴を用いることで、測定精度を高めることができる。本講演では、励起エネルギー2$$sim$$5MeVにおいて、断面積3$$sim$$100eVバーンの共鳴準位に対して、散乱法の統計精度の計算結果について報告する。また、吸収法の測定方法及び準単色$$gamma$$線を用いて行った実験結果について報告する。

Nondestructive assay (NDA) of actinide nuclei in spent nuclear fuel or melted fuel using a $$gamma$$-ray beam is possible using a scattered method or a transmission method. These methods use nuclear resonance fluorescence (NRF) which is a process of nuclear excitation by photo-absorption and de-excitation by photo-emission. In the scattered method, system performance such as counting precision is affected by radiation background from the spent fuel and can be improved by using resonances at high energies where an optimum signal-to-noise ratio is obtained. In this talk, we will show calculated results on statistical uncertainties of the scattered method for various NRF cross sections in the range of 3 to 100 eV barn at excitation energies between 2 and 5 MeV. We will also mention the methodology of the transmission (self-interrogation) measurement and recent experimental results obtained using a quasi-monochromatic $$gamma$$-ray beam.

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