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核分裂性物質量の測定方法、及び測定装置

国内特許コード P140011020
整理番号 13874
掲載日 2014年10月10日
出願番号 特願2013-049697
公開番号 特開2014-174123
出願日 平成25年3月12日(2013.3.12)
公開日 平成26年9月22日(2014.9.22)
発明者
  • 大図 章
  • 春山 満夫
  • 呉田 昌俊
出願人
  • 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構
発明の名称 核分裂性物質量の測定方法、及び測定装置
発明の概要 【課題】放射性廃棄物中の核分裂性物質量を精度よく測定する技術を提供する。
【解決手段】測定方法は、高速中性子源より中性子を所定時間、放射性廃棄物に照射するステップと、放射性廃棄物外に配置された検出器で検出される核分裂中性子数を測定するステップと、中性子発生源より中性子を放射性廃棄物に照射後、所定のタイミングで測定された中性子数のうち、放射性廃棄物に入射した中性子が放射性廃棄物中の核分裂性物質と核反応を引き起こして発生する測定装置固有の中性子の発生特性に基づいて放射性廃棄物中の核分裂性物質量を算出するステップと、を有する。
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要



放射性固体廃棄物に内蔵される核分裂性物質の量を非破壊測定法によって測定検査す

る従来の方法として、アクティブ中性子法が知られている(例えば、特許文献1~8、非特許文献1~3)。





アクティブ中性子法では、測定システム内に設置した中性子発生源から発生した高速中性子は検出対象の放射性固体廃棄物に照射され、放射性固体廃棄物中の核分裂性核種と核分裂反応を誘発する。核分裂反応の結果発生する核分裂中性子を測定システム内に設置した中性子検出器で測定することにより、放射性固体廃棄物の核分裂性物質含有量が測定される。特に、従来の測定システムは、所定時間パルス状に高速中性子を発生させて核分裂性物質に照射し、パルス状の中性子の照射から得られる核分裂中性子の総カウント数を基に、放射性固体廃棄物中の核分裂性物質量を導出していた。

産業上の利用分野



本発明は、ウラン、プルトニウム等の核分裂性物質が混入されたドラム缶等の放射性固体廃棄物内の核分裂性物質含有量を放射線により測定する技術に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
高速中性子源より中性子を所定時間、放射性廃棄物に照射するステップと、
前記放射性廃棄物外に配置された検出器により中性子数を測定するステップと、
前記中性子発生源より前記放射性廃棄物に入射した中性子が前記放射性廃棄物中の核分裂性物質と核反応を引き起こして発生する核分裂中性子の発生特性に基づいて前記放射性廃棄物中の核分裂性物質量を算出するステップと、を有する核分裂性物質量の測定方法。

【請求項2】
前記算出するステップは、前記中性子発生源より中性子を照射後に測定された核分裂中性子数のうち、前記放射性廃棄物に入射した中性子が前記放射性廃棄物中の核分裂性物質と核反応を引き起こして発生する核分裂中性子の発生数を算出するステップと、
前記核分裂中性子の発生数の時間変動から核分裂中性子の消滅時間を算出するステップと、
前記核分裂中性子の発生数の総カウント数を算出するステップと、
前記消滅時間と前記総カウント数から放射性廃棄物中の核分裂性物質量を導出するステップと、を含む請求項1に記載の核分裂性物質量の測定方法。

【請求項3】
請求項2に記載の核分裂性物質量を導出するステップは、使用する測定装置において予め計測した前記消滅時間と核分裂性物質の単位質量当たりの総カウント数との校正された相関関係を基に、測定対象の放射性廃棄物から得られる消滅時間に対応する校正総カウント数を求めるステップと前記測定対象の放射性廃棄物から得られる総カウント数を前記校正総カウント数で除算するステップと、を含む請求項2に記載の核分裂性物質量の測定方法。

【請求項4】
放射性廃棄物に高速中性子を照射する高速中性子発生源と、
中性子検出器と、
前記高速中性子発生源より前記放射性廃棄物に入射した中性子が前記放射性廃棄物中の核分裂性物質と核反応を引き起こして発生する中性子の発生特性に基づいて前記放射性廃棄物中の核分裂性物質量を算出する演算部と、を備える測定装置。

【請求項5】
前記演算部は、前記高速中性子発生源より中性子を照射後に測定された中性子数のうち、前記放射性廃棄物に入射した中性子が前記放射性廃棄物中の核分裂性物質と核反応を引き起こして発生する核分裂中性子の発生数を算出する手段と、
前記核分裂中性子の発生数の時間変動から核分裂中性子の消滅時間を算出する手段と、
前記核分裂中性子の発生数の総カウント数を算出する手段と、
前記消滅時間と前記総カウント数から放射性廃棄物中の核分裂性物質量を導出する手段と、を含む請求項4に記載の測定装置。

【請求項6】
前記消滅時間と核分裂性物質の単位質量当たりの校正総カウント数との相関関係を記憶する手段をさらに備え、
前記導出する手段は、
前記相関関係を基に、測定対象の放射性廃棄物から得られる消滅時間に対応する校正総カウント数を求める手段と、
前記測定対象の放射性廃棄物から得られる総カウント数を前記校正総カウント数で除算する手段と、を有する請求項5に記載の測定装置。

【請求項7】
前記放射性廃棄物、前記高速中性子発生源、及び前記中性子検出器を取り囲む高速中性子反射体と前記高速中性子反射体の内壁面に内張された熱中性子吸収材とを有する構造物をさらに備える請求項4から6のいずれか1項に記載の測定装置。

【請求項8】
前記高速中性子反射体は、鉄、鉄合金、鉛、ジルコニウム合金、及びコンクリートの少なくとも1つを含み、
前記熱中性子吸収材は、カドミウム及び炭化ホウ素の少なくとも1つを含む請求項7に記載の測定装置。

【請求項9】
前記放射性廃棄物を内蔵する容器を前記容器の中心軸周りに回転する回転手段をさらに備え、
前記容器は、前記高速中性子発生源と前記中性子検出器との間に配置されて回転される請求項4から8のいずれか1項に記載の測定装置。

【請求項10】
前記放射性廃棄物の外面を被覆し、または前記放射性廃棄物の外面から離間した位置で前記放射性廃棄物を包囲する中性子減速材をさらに備える請求項4から9のいずれか1項に記載の測定装置。

国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2013049697thum.jpg
出願権利状態 公開
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