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非破壊測定装置用検出器バンク及び非破壊測定装置 新技術説明会

国内特許コード P09A014976
整理番号 13150
掲載日 2010年1月29日
出願番号 特願2008-134487
公開番号 特開2009-281878
登録番号 特許第5099700号
出願日 平成20年5月22日(2008.5.22)
公開日 平成21年12月3日(2009.12.3)
登録日 平成24年10月5日(2012.10.5)
発明者
  • 春山 満夫
出願人
  • 独立行政法人日本原子力研究開発機構
発明の名称 非破壊測定装置用検出器バンク及び非破壊測定装置 新技術説明会
発明の概要

【課題】特定の廃棄物に制限されることなく、高密度金属圧縮体や中性子毒物を含む廃棄体等、種々の廃棄物や物体中の核分裂性物質を正確に測定できる非破壊測定装置を提供する。
【解決手段】中性子出器205と、中性子検出器205の周囲を取り囲むカドミウムからなる熱中性子吸収体205と、熱中性子吸収体205の周囲を取り囲むポリエチレンからなる中性子減速体203と、中性子減速体203の周囲を取り囲むホウ素含有物質からなる熱中性子及びエピサーマル中性子吸収体202と、熱中性子及びエピサーマル中性子吸収体202の周囲を取り囲む構造材201と、を具備する検出器バンク。
【選択図】図2

従来技術、競合技術の概要


放射性廃棄物固体の核分裂性物質の非破壊検査方法としてアクティブ中性子法が提案されて用いられている(たとえば特許文献1等参照)。特許文献1記載の方法は、中性子発生管より放出された高速中性子が測定対象物である廃棄物固体中で散乱し減速して熱中性子化し、その熱中性子が当該廃棄物固体中の核分裂性物質を核分裂させたときに放出される核分裂中性子の時間-計数成分を最小二乗法によりフィッティングして選択的に抽出し、その成分の計数値総和を求め、その計数値総和を測定対象物である廃棄物固体中に内蔵されている核分裂性物質の総量を示す値とする方法である。



このような非破壊検査方法を実施する非破壊測定装置としては、たとえば、図11に示す中性子検出器を内蔵する検出器バンクを備えるものが提案されている(特許文献2)。かかる検出器バンクは、複数の検出器303をポリエチレンからなる中性子減速体302で取り囲み、さらに中性子減速体302全体をカドミウムからなる熱中性子吸収体301で覆ってなる。



このような構造の従来の検出器バンクにおける検出過程を図12に示す。検出体系内には高速中性子の減速の度合いにより高速中性子とエピサーマル中性子、熱中性子が混在する。その中で熱中性子601は検出器バンクの外壁を構成するカドミウムからなる熱中性子吸収体301により吸収分離されるため、検出器バンク内にはエピサーマル中性子と、高速中性子が進入する。エピサーマル中性子と高速中性子は、検出器バンク内側を構成するポリエチレンからなる中性子減速体302により減速される。中性子検出器303で検出されるのは、測定体系内のエピサーマル中性子に起因する熱中性子602と、高速中性子に起因する熱中性子603、同じくエピサーマル中性子604、それと減速せずに到達したエピサーマル中性子605と高速中性子606である。



このような従来の非破壊測定方法では、検出効率を最大にすることを目標とし、中性子の速度が遅いほど検出効率は高い性質があるため、高速中性子である照射中性子及び核分裂中性子をポリエチレン等の中性子減速材によりできるだけ効率良く熱中性子に減速して検出する方法を採用している。この方法では、測定体系内で混在している高速中性子である核分裂中性子及び照射中性子と測定体系及び当該廃棄物固体により高速中性子が減速されてなるエピサーマル中性子及び熱中性子とを、検出器バンクの外壁を構成するカドミウムからなる熱中性子吸収体で吸収分離し、そこを通過した高速中性子(核分裂中性子及び照射中性子)及びエピサーマル中性子を中性子検出器の周囲を取り囲むポリエチレンからなる中性子減速体で減速して、熱中性子化して高速中性子を効率良く検出する。照射中性子スペクトル成分中には、中性子検出器内のエピサーマル中性子に起因する中性子が支配的となり、その結果、測定対象物が高密度金属圧縮廃棄体や中性子毒物(熱中性子吸収物質;Gd)を含むものである場合、核分裂中性子時間スペクトルは照射中性子時間スペクトル中に埋没し、核分裂中性子が発生していてもスペクトル解析による核分裂中性子成分の分離抽出が不可能となるため、特定の廃棄物しか正確に測定できないという問題があった(図9参照)。

【特許文献1】特開平11-64528号公報

【特許文献2】特許第3845685号公報

産業上の利用分野


本発明は、ウラン及びプルトニウム等の核分裂性物質を含有する廃棄物を処分するに当たり、非破壊的方法によって、廃棄物に内蔵される核分裂物質の含有量を測定する非破壊測定装置に関する。さらに詳細には、特定の廃棄物に限定されることなく、高密度金属圧縮体や中性子毒物を含む廃棄物に対しても正確に核分裂性物質の測定を行うことができる非破壊測定装置及び当該非破壊測定装置に用いる検出器バンクに関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
中性子反射体の内側に、検査対象の放射性廃棄物固体を中心として、検出器バンクと、中性子発生管と、を対向する位置に配置してなる、放射性廃棄物固体の核分裂性物質の非破壊測定装置であって、当該検出器バンクは、
中性子検出器と、
当該中性子検出器の周囲を完全に取り囲むカドミウムからなる熱中性子吸収体と、
当該熱中性子吸収体の周囲を完全に取り囲むポリエチレンからなる中性子減速体と、
当該中性子減速体の周囲を完全に取り囲むホウ素含有物質からなる熱中性子及びエピサーマル中性子吸収体と、
当該熱中性子及びエピサーマル中性子吸収体の周囲を取り囲む構造材と
を具備し、
中性子検出器内の高速中性子に起因するエピサーマル中性子と減速せずに到達した高速中性子とを選択的に検出する非破壊測定装置

【請求項2】
前記ホウ素含有物質は、ホウ素又は炭化ホウ素である、請求項1に記載の非破壊測定装置
産業区分
  • 測定
  • 高分子化合物
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2008134487thum.jpg
出願権利状態 権利存続中
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