Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP4649580B2 - Complex waste confirmation system - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP4649580B2 - Complex waste confirmation system - Google Patents

Complex waste confirmation system Download PDF

Info

Publication number
JP4649580B2
JP4649580B2 JP2006261155A JP2006261155A JP4649580B2 JP 4649580 B2 JP4649580 B2 JP 4649580B2 JP 2006261155 A JP2006261155 A JP 2006261155A JP 2006261155 A JP2006261155 A JP 2006261155A JP 4649580 B2 JP4649580 B2 JP 4649580B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
measurement
ray
radiation
neutron
converter
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2006261155A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2008082779A (en
Inventor
潤 高峰
Original Assignee
独立行政法人 日本原子力研究開発機構
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 独立行政法人 日本原子力研究開発機構 filed Critical 独立行政法人 日本原子力研究開発機構
Priority to JP2006261155A priority Critical patent/JP4649580B2/en
Publication of JP2008082779A publication Critical patent/JP2008082779A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4649580B2 publication Critical patent/JP4649580B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

Landscapes

  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
  • Measurement Of Radiation (AREA)

Description

本発明は、放射性廃棄体が処分基準を満たしているか否かを、該廃棄体に様々な放射線を照射して相互作用を誘起させ、あるいは廃棄体からの自発的な放射線を計測することにより、合理的に且つ経済的に検証できるようにした複合型廃棄体確認システムに関するものである。   The present invention determines whether or not the radioactive waste meets the disposal standards by irradiating the waste with various radiations to induce interaction, or by measuring the spontaneous radiation from the waste, The present invention relates to a composite waste confirmation system that can be verified reasonably and economically.

超ウラン核種を含む放射性廃棄体が処分場に受け入れられる条件として、多岐に渡る条件を満たすことが必要である。これから製造される廃棄体については作成記録や廃棄体作成前の履歴を元に、いくつかの基準を満たしているかどうかを判定することが可能なものも存在するが、製作時期が非常に古い固化体の中には処分基準に即した作成記録や履歴が無いものも存在する。また、これから製造する廃棄体についても、既に実施されている原子力発電所の低レベル放射性廃棄物の処分を踏まえた確認手法にするのであれば、発生時や処理時の履歴はもちろんのこと廃棄体の搬出時に放射能や固化体の健全性を検認する必要がある。   It is necessary to satisfy a wide variety of conditions as a condition for accepting radioactive waste containing super uranium nuclides to the disposal site. Although there are some wastes that will be manufactured in the future, it is possible to judge whether some criteria are met based on the record of creation and the history before the creation of wastes. Some bodies do not have records or history based on disposal standards. In addition, for wastes to be manufactured in the future, as long as the verification method is based on the disposal of low-level radioactive waste at nuclear power plants that have already been implemented, not only the history of occurrence and treatment but also wastes. It is necessary to verify the radioactivity and the soundness of the solidified body at the time of unloading.

近年これらの問題を解消すべく、廃棄体確認法として既に実用化しているパッシブγ法以外に、アクティブ中性子法、CTスキャンの廃棄体確認への応用、光核反応を利用した難測定核種の測定など、様々な非破壊測定法が精力的に研究されている。例えば、光核反応を利用した難測定核種の測定装置につては、特許文献1に開示されている。しかし、これら従来の測定技術が持つ共通の問題は、放射線発生装置や遮蔽構造物に莫大な費用が掛かることである。
特開2004−37106号公報
In order to solve these problems in recent years, in addition to the passive γ method that has already been put to practical use as a waste confirmation method, application of active neutron method, CT scan to waste confirmation, measurement of difficult-to-measure nuclides using photonuclear reaction Various nondestructive measurement methods have been studied energetically. For example, Patent Document 1 discloses an apparatus for measuring difficult-to-measure nuclides using photonuclear reaction. However, a common problem with these conventional measurement techniques is that the radiation generator and shielding structure are very expensive.
JP 2004-37106 A

本発明が解決しようとする課題は、1つの装置体系で、様々な放射線相互作用を誘起させ、または自発的な放射線を計測することにより、廃棄体が処分基準を満たしているか否かの確認に必要な情報を得るための様々な測定を選択実行でき、多くの構成機器を無駄なく利用することで、廃棄体品質保証を、合理的に且つ経済的に行なえるようにすることである。   The problem to be solved by the present invention is to confirm whether or not the waste body meets the disposal standard by inducing various radiation interactions or measuring spontaneous radiation with one apparatus system. Various measurements for obtaining necessary information can be selectively executed, and waste component quality assurance can be performed reasonably and economically by using many components without waste.

本発明は、電子線を発生させる電子線加速器と、該電子線加速器から出力する電子線を透過させることで所要特性の放射線を発生させる放射線コンバータと、被測定物である廃棄体を載せる試料台と、前記放射線コンバータから出力される放射線が廃棄体を透過あるいは反射することで発生する放射線の線種および強度を測定する放射線検出装置を具備している廃棄体確認システムにおいて、前記電子線加速器は、測定に必要なX線エネルギーに応じた電子線を発生させるエネルギー可変型電子線加速器であり、前記放射線コンバータは、低エネルギーX線発生用ターゲット、高エネルギーX線発生用ターゲット、スライス撮影用コリメータ、中性子遮蔽体、中性子コンバータからなり、前記放射線検出装置は、少なくともX線CT用検出器、中性子検出器、γ線検出器を備えており、それら電子線加速器と放射線コンバータと放射線検出装置によって、バックグラウンド測定、パッシブ中性子・γ線測定、X線CTスキャン測定、光核反応による難測定核種の測定、光中性子混合線による核分裂性物質・非核分裂性物質の弁別測定及び中性子放射化分析が選択測定可能な単一の装置体系を構成し、
バックグラウンド測定とパッシブ中性子・γ線測定では、電子線加速器と放射線コンバータは用いずに、放射線検出装置として中性子検出器とγ線検出器を使用し、
X線CTスキャン測定では、前記電子線加速器と、放射線コンバータとして低エネルギーX線発生用ターゲットとスライス撮影用コリメータの組み合わせと、放射線検出装置としてX線CT用検出器を使用し、
光核反応による難測定核種の測定では、前記電子線加速器と、放射線コンバータとして高エネルギーX線発生用ターゲットと中性子遮蔽体の組み合わせと、放射線検出装置としてγ線検出器を使用し、
光中性子混合線による核分裂性物質・非核分裂性物質の弁別測定では、前記電子線加速器と、放射線コンバータとして高エネルギーX線発生用ターゲットと中性子コンバータの組み合わせと、放射線検出装置として中性子検出器を使用し、
中性子放射化分析では、前記電子線加速器と、放射線コンバータとして高エネルギーX線発生用ターゲットと中性子コンバータの組み合わせと、放射線検出装置としてγ線検出器を使用するように、前記電子線加速器と前記放射線コンバータの各機器と前記放射線検出装置の各検出器を組み合わせ可能としたことを特徴とする複合型廃棄体確認システムである。
The present invention relates to an electron beam accelerator for generating an electron beam, a radiation converter for generating radiation having a required characteristic by transmitting an electron beam output from the electron beam accelerator, and a sample stage on which a waste body as a measurement object is placed. And a waste body confirmation system comprising a radiation detection device for measuring a radiation type and intensity of radiation generated by transmission or reflection of radiation output from the radiation converter, wherein the electron beam accelerator comprises: , An energy variable type electron beam accelerator that generates an electron beam according to the X-ray energy required for measurement, and the radiation converter includes a low energy X-ray generation target , a high energy X-ray generation target, and a slice imaging collimator , neutron shield made of a neutron converter, the radiation detection device, at least X-ray CT detector Neutron detector includes a gamma ray detector, by their electron beam accelerator and radiation converter and the radiation detecting device, background measurement, passive neutron · gamma ray measurement, X-rays CT scan measurement, flame measured by light nuclear reaction species A single device system that can selectively measure measurement of neutrons, discriminating measurement of fissile and non-fissile materials using photoneutron mixing lines, and neutron activation analysis ,
In background measurement and passive neutron / γ-ray measurement, without using an electron beam accelerator and a radiation converter, a neutron detector and a γ-ray detector are used as a radiation detector.
In the X-ray CT scan measurement, the electron beam accelerator, a combination of a low-energy X-ray generation target and a slice imaging collimator as a radiation converter, and an X-ray CT detector as a radiation detection device are used.
In the measurement of difficult-to-measure nuclides by photonuclear reaction, the electron beam accelerator, a combination of a high-energy X-ray generation target and a neutron shield as a radiation converter, and a γ-ray detector as a radiation detector,
In the discrimination measurement of fissile materials and non-fissile materials using photoneutron mixed beam, the electron beam accelerator, the combination of high energy X-ray generation target and neutron converter as radiation converter, and neutron detector as radiation detector And
In the neutron activation analysis, the electron beam accelerator and the radiation are used such that the electron beam accelerator, a combination of a high energy X-ray generation target and a neutron converter as a radiation converter, and a γ-ray detector as a radiation detection device are used. The composite waste body confirmation system is characterized in that each device of the converter and each detector of the radiation detection device can be combined .

ここで放射線コンバータを構成する低エネルギーX線発生用ターゲットと高エネルギーX線発生用ターゲットは回転あるいは移動により交換可能とし、スライス撮影用コリメータと中性子遮蔽体と中性子コンバータも回転あるいは移動により交換可能とし、低エネルギーX線発生用ターゲットと高エネルギーX線発生用ターゲットのいずれかと、スライス撮影用コリメータと中性子遮蔽体と中性子コンバータのいずれか、の組み合わせが選択的に形成できるようにするのが好ましい。例えば、厚さ1mm〜2mm程度の低エネルギーX線発生用タングステンターゲットとスライス撮影用コリメータの組み合わせにより数MeVの最大エネルギーを持つ制動X線を出力する第1のコンバータと、厚さ5mm程度の高エネルギーX線発生用タングステンターゲットとBr入りポリエチレン中性子遮蔽体の組み合わせにより10MeV程度の最大エネルギーを持つ制動X線を出力する第2のコンバータと、厚さ5mm程度の高エネルギーX線発生用タングステンターゲットと中性子コンバータの組み合わせにより光中性子混合線(X線と中性子線の混合線)を出力する第3のコンバータを形成可能とする。


Here, the low energy X-ray generation target and the high energy X-ray generation target constituting the radiation converter can be exchanged by rotation or movement, and the slice imaging collimator, neutron shield and neutron converter can also be exchanged by rotation or movement. It is preferable that a combination of any one of the target for low-energy X-ray generation and the target for high-energy X-ray generation and any one of the slice imaging collimator, the neutron shield, and the neutron converter can be selectively formed . For example , a first converter that outputs a braking X-ray having a maximum energy of several MeV by a combination of a tungsten target for generating low energy X-rays having a thickness of about 1 mm to 2 mm and a collimator for slice imaging, and a thickness of about 5 mm A second converter that outputs a braking X-ray having a maximum energy of about 10 MeV by combining a tungsten target for generating energy X-rays and a Br-containing polyethylene neutron shield; a tungsten target for generating high energy X-rays having a thickness of about 5 mm; A third converter that outputs an optical neutron mixed line (mixed line of X-rays and neutron beams) can be formed by a combination of neutron converters.


被測定物である廃棄体を載せる試料台は、ターンテーブルと昇降機構からなり、測定に際して、廃棄体の回転及び上下移動を可能とするのが好ましい。   The sample stage on which the waste body to be measured is placed includes a turntable and an elevating mechanism, and it is preferable that the waste body can be rotated and moved vertically during measurement.

また、測定を行う領域を、パッシブ測定室とアクティブ測定室との隣接する2つの測定室に遮蔽区画した構成とし、それら2測定室間にわたって移動用レールを敷設すると共に2測定室間に遮蔽扉を設置し、該移動用レールに試料台を載せ2測定室間で移動可能にすると共に、パッシブ測定室に複数のγ線検出器を配置し、アクティブ測定室にX線CT用検出器と複数の中性子検出器及び放射線コンバータを配置し、電子線加速器を収容した照射室を前記アクティブ測定室に付設し、2個の廃棄体に対してパッシブ測定とアクティブ測定を同時に実施可能にするのが好ましい。   In addition, the measurement area is configured to be shielded and divided in two measurement chambers adjacent to the passive measurement chamber and the active measurement chamber, and a moving rail is laid between the two measurement chambers and a shield door is provided between the two measurement chambers. Is placed on the moving rail so that it can be moved between the two measurement chambers, a plurality of γ-ray detectors are arranged in the passive measurement chamber, and a plurality of X-ray CT detectors are installed in the active measurement chamber. It is preferable that the neutron detector and the radiation converter are arranged, and an irradiation chamber containing the electron beam accelerator is attached to the active measurement chamber so that passive measurement and active measurement can be simultaneously performed on two waste bodies. .

本発明に係る複合型廃棄体確認システムは、1つの装置体系で様々な放射線相互作用を誘起させ、あるいは自発的な放射線を計測できるため、廃棄体の確認に必要な情報を得るための様々な測定を選択実行でき、多くの構成機器を無駄なく利用し、各々の測定情報を相互に結びつけることにより、廃棄体品質保証において必要とされる情報を一括で、合理的に且つ経済的に得ることができる。   Since the composite waste body confirmation system according to the present invention can induce various radiation interactions or measure spontaneous radiation with one apparatus system, various systems for obtaining information necessary for confirmation of waste bodies can be obtained. Measurement can be selected and executed, many components can be used without waste, and each piece of measurement information can be linked to each other, so that the information required for waste quality assurance can be obtained collectively, rationally and economically. Can do.

特に測定を行う領域を、パッシブ測定室とアクティブ測定室との隣接する2つの測定室に区画し、試料台が測定室間で移動自在となるように構成すると、2測定室で廃棄体の同時測定が可能なため測定時間の短縮を図ることができ、またバックグラウンドの低減が可能になる。   In particular, if the measurement area is divided into two measurement chambers adjacent to each other, the passive measurement chamber and the active measurement chamber, and the sample stage is configured to be movable between the measurement chambers, waste materials are simultaneously measured in the two measurement chambers. Since measurement is possible, the measurement time can be shortened and the background can be reduced.

本発明に係る複合型廃棄体確認システムは、上記のように複数種類の測定を1つ又は2つの測定室で実施できるため、専用の装置で測定していた従来技術と比較すると大幅な省スペース化が達成できる。同時に、複合一体化した装置システムであり、放射線源(電子線加速器)等の共用化を図ることができ、大きなコストメリットを得ることができる。また、測定手順を測定制御装置で制御することにより、所要の測定区分を複数選択でき、選択に合わせた測定を行うことで、測定の効率向上を図ることができる。   The composite waste confirmation system according to the present invention can perform a plurality of types of measurement in one or two measurement chambers as described above, so that a significant space saving can be achieved as compared with the conventional technique in which measurement is performed by a dedicated device. Can be achieved. At the same time, the device system is combined and integrated, and the radiation source (electron beam accelerator) and the like can be shared, and a great cost merit can be obtained. Further, by controlling the measurement procedure with the measurement control device, a plurality of required measurement categories can be selected, and the measurement efficiency can be improved by performing measurement according to the selection.

図1は、本発明に係る複合型廃棄体確認システムの構成を示すブロック図である。この複合型廃棄体確認システムは、測定に必要なX線エネルギーに応じた電子線を発生させるエネルギー可変型電子線加速器10と、該電子線加速器10から出力される電子線を透過させることで所要特性の放射線を発生させる放射線コンバータ12と、被測定物である廃棄体14を載せる試料台16と、前記放射線コンバータ12から出力される放射線が廃棄体14を透過あるいは反射することで発生する放射線種および強度を測定する放射線検出装置18と、それらの各機器を制御する測定制御装置20を具備している。   FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a composite waste body confirmation system according to the present invention. This composite waste body confirmation system requires an energy variable electron beam accelerator 10 that generates an electron beam corresponding to the X-ray energy necessary for measurement and an electron beam output from the electron beam accelerator 10 to transmit the electron beam. A radiation converter 12 that generates characteristic radiation, a sample stage 16 on which a waste body 14 to be measured is placed, and a radiation species that is generated when the radiation output from the radiation converter 12 transmits or reflects through the waste body 14. And a radiation detection device 18 for measuring the intensity, and a measurement control device 20 for controlling each of these devices.

前記放射線コンバータ12は、低エネルギーX線発生用ターゲット22と高エネルギーX線発生用ターゲット24、及びスライス撮影用コリメータ26と中性子遮蔽体28と中性子コンバータ30を具備している。これらによって、低エネルギーX線発生用ターゲット22とスライス撮影用コリメータ26、高エネルギーX線発生用ターゲット24と中性子遮蔽体28、高エネルギーX線発生用ターゲット24と中性子コンバータ30の3種類の組み合わせが形成可能で、それらが測定区分に応じて交換可能な構成である。図示していないが、昇降機構あるいは回転機構等を利用して交換できるような構造とする。また、前記放射線検出装置18は、X線CT用検出器32、中性子検出器34、γ線検出器36を備えている。   The radiation converter 12 includes a low energy X-ray generation target 22, a high energy X-ray generation target 24, a slice imaging collimator 26, a neutron shield 28, and a neutron converter 30. As a result, three types of combinations of a low energy X-ray generation target 22 and a slice imaging collimator 26, a high energy X-ray generation target 24 and a neutron shield 28, and a high energy X-ray generation target 24 and a neutron converter 30 are provided. It can be formed, and they can be exchanged according to the measurement category. Although not shown, a structure that can be exchanged by using an elevating mechanism or a rotating mechanism is adopted. The radiation detector 18 includes an X-ray CT detector 32, a neutron detector 34, and a γ-ray detector 36.

ここで、低エネルギーX線発生用ターゲット22は、厚さ1mm〜2mm程度のタングステン板、高エネルギーX線発生用ターゲット24は、厚さ5mm程度のタングステン板である。また中性子遮蔽体28はBr入りポリエチレン遮蔽板であり、中性子コンバータ30はBe等の光核反応を起こし易い材料で製作する。   Here, the low energy X-ray generation target 22 is a tungsten plate having a thickness of about 1 mm to 2 mm, and the high energy X-ray generation target 24 is a tungsten plate having a thickness of about 5 mm. The neutron shield 28 is a polyethylene shield plate containing Br, and the neutron converter 30 is made of a material that easily causes a photonuclear reaction such as Be.

X線CT用検出器32はシリコン半導体検出器等とCCDカメラの組み合わせ、中性子検出器34はポリエチレンで梱包されたHe3 検出器とカドミウムカットオフフィルタの組み合わせ、γ線検出器36はNaI検出器やGe検出器からなる。 The X-ray CT detector 32 is a combination of a silicon semiconductor detector and a CCD camera, the neutron detector 34 is a combination of a He 3 detector packed in polyethylene and a cadmium cut-off filter, and the γ-ray detector 36 is a NaI detector. And Ge detector.

更に試料台16は、被測定物である廃棄体14を回転させるターンテーブルとそれを昇降させる昇降装置を具備し、放射線検出装置18によって、廃棄体から放出される、または廃棄体を透過した放射線を検出する際、放射性物質または、廃棄体構成物質の偏在の情報を得るために、回転、昇降させる機能を果たすものである。   Furthermore, the sample stage 16 includes a turntable that rotates the waste body 14 to be measured and a lifting device that lifts and lowers the sample. The radiation detected by the radiation detection device 18 or transmitted through the waste body. In order to obtain information on the uneven distribution of radioactive substances or waste constituent substances, the function of rotating and raising / lowering is performed.

測定制御装置20はPC(パーソナルコンピュータ)からなり、前記5種類の測定に対応した処理手順の制御と、電子線加速器10の制御と、放射性コンバータ12の機能や機器の選択制御、被測定物である廃棄体14の位置制御、放射線検出装置18の機能や機器の選択制御などを行い、放射線検出装置18で収集した各種データを利用して、モンテカルロ法等のシミュレーション計算によるマトリクス補正(CT−モンテカルロ補正法)、更には各測定で得た測定結果の相互リンク等を行うものである。   The measurement control device 20 comprises a PC (personal computer), controls the processing procedures corresponding to the five types of measurements, controls the electron beam accelerator 10, controls the functions of the radioactive converter 12, and controls the equipment, Matrix correction (CT-Monte Carlo) is performed by simulation calculation such as the Monte Carlo method using various data collected by the radiation detection device 18 by performing position control of a certain waste body 14, selection of functions and equipment of the radiation detection device 18, and the like. Correction method), and the mutual link of the measurement results obtained in each measurement is performed.

これによって、放射性廃棄体に関する(1)バックグラウンド測定、(2)X線CTスキャン測定、(3)パッシブ中性子・γ線測定、(4)光核反応による難測定核種の測定、(5)光中性子混合線(X線と中性子線との混合線)による核分裂性物質(Pu−239、U−235等)と非核分裂性物質(U−238,Pu240等)との弁別測定及び中性子放射化分析が実現できる。   (1) Background measurement, (2) X-ray CT scan measurement, (3) Passive neutron / γ-ray measurement, (4) Measurement of difficult-to-measure nuclides by photonuclear reaction, (5) Light Discriminating measurement and neutron activation analysis of fissile material (Pu-239, U-235, etc.) and non-fissile material (U-238, Pu240, etc.) by neutron mixed line (mixed line of X-ray and neutron beam) Can be realized.

表1に複合型廃棄物確認システムの各構成要素の一覧を示す。

Figure 0004649580
Table 1 shows a list of each component of the composite waste confirmation system.
Figure 0004649580

図2に、この複合型廃棄体確認システムの具体的な処理手順の例を示す。
・ステップS1:測定に先立ち廃棄体を試料台に載置する前に、測定環境のγ線・中性子線のバックグラウンドを測定する。
・ステップS2:電子線加速器を利用して比較的エネルギーの低い電子線により最大エネルギー1MeV程度のX線を発生させ、X線CTスキャン測定を行う。
・ステップS3:2種類の検出器を用いて放射性核種から発生する放射線を受動的に検出するパッシブγ線、中性子を測定する。
・ステップS4:同じ電子線加速器で、比較的エネルギーの高い電子線により、最大エネルギー10MeV程度の強力X線や中性子線を発生させ廃棄体に照射し、これにより誘起される能動的な核反応による放射線を検出する。
・ステップS5:光中性子混合線を用いた核分裂性物質、非核分裂性物質の弁別測定及び中性子放射化分析を行う。
FIG. 2 shows an example of a specific processing procedure of this composite waste body confirmation system.
Step S1: Prior to placing the waste on the sample stage prior to measurement, the background of γ-rays and neutrons in the measurement environment is measured.
Step S2: Using an electron beam accelerator, an X-ray having a maximum energy of about 1 MeV is generated by an electron beam having a relatively low energy, and an X-ray CT scan measurement is performed.
Step S3: Passive γ-rays and neutrons that passively detect radiation generated from the radionuclide using two types of detectors are measured.
Step S4: With the same electron beam accelerator, a powerful X-ray or neutron beam with a maximum energy of about 10 MeV is generated by a relatively high energy electron beam, and the waste body is irradiated with the active nuclear reaction induced thereby. Detect radiation.
Step S5: Perform discrimination measurement and neutron activation analysis of fissile material and non-fissile material using a photoneutron mixing line.

ステップS1の情報から、廃棄体の有害な空隙、密度を調べ圧縮強度などの物理的な健全性を検証する。ステップS1とステップS6の情報から、有害物質(鉛、アルミニウムなど)を定量し、有害物等の化学的な健全性を評価する。ステップS2〜S5の各測定の結果から補正計算を行なうためのマトリクス情報を得る。廃棄体のマトリクス・インベントリ情報をできるだけ多く得るための、CTスキャンによるマトリクスの3Dデータと、計測された放射線量から実際の放射性核種量を評価するマトリクス補正計算を行う。また本確認システムは、廃棄体の種類に合わせて必要の無いステップを省いたり、実行したいステップを選択して実行できる。   From the information in step S1, harmful voids and density of the waste are examined to verify physical soundness such as compressive strength. From the information of step S1 and step S6, harmful substances (lead, aluminum, etc.) are quantified and the chemical soundness of harmful substances and the like is evaluated. Matrix information for performing correction calculation is obtained from the results of the measurements in steps S2 to S5. Matrix correction calculation is performed to evaluate the actual radionuclide amount from the 3D data of the matrix by CT scan and the measured radiation dose in order to obtain as much matrix inventory information as possible. In addition, the present confirmation system can omit an unnecessary step according to the type of waste body or can select and execute a step to be executed.

〔第1の実施例〕
第1の実施例では、1つの測定室で表1に記載した全ての測定を行なうことができるように、図1に示した各機器(放射線コンバータ、試料台、放射線検出装置)を配置する。エネルギー可変型電子線加速器は、測定室の放射線コンバータに向けて電子線を照射できるように、該測定室に付設する。ここで、放射線コンバータを構成する低エネルギーX線発生用ターゲットと高エネルギーX線発生用ターゲットは回転あるいは移動により交換可能とし、スライス撮影用コリメータと中性子遮蔽体と中性子コンバータも回転あるいは移動により交換可能とする。中性子検出器及びγ線検出器は、それぞれ複数、廃棄体を取り囲むように周囲及び上下に均等に配設する。X線CT用検出器は、廃棄体を介して放射線コンバータに対向する位置に設置可能とする。X線CT用検出器は、使用しないときには退避できるように移動可能とする。この構成は、1つの測定室でよいため、省スペース化を図ることができる利点がある。
[First embodiment]
In the first embodiment, each device (radiation converter, sample stage, radiation detection apparatus) shown in FIG. 1 is arranged so that all the measurements described in Table 1 can be performed in one measurement chamber. The variable energy electron beam accelerator is attached to the measurement chamber so that the electron beam can be irradiated toward the radiation converter in the measurement chamber. Here, the low energy X-ray generation target and the high energy X-ray generation target constituting the radiation converter can be exchanged by rotation or movement, and the slice imaging collimator, neutron shield and neutron converter can also be exchanged by rotation or movement. And A plurality of neutron detectors and γ-ray detectors are equally arranged around and above and below the waste body. The X-ray CT detector can be installed at a position facing the radiation converter through the waste body. The X-ray CT detector is movable so that it can be retracted when not in use. Since this configuration requires only one measurement chamber, there is an advantage that space can be saved.

次に、表1に記載した各測定を行う場合の各機器の組み合わせと配置、及び機能について、個別に図示して説明する。   Next, the combination, arrangement, and function of each device when performing each measurement described in Table 1 will be individually illustrated and described.

図3は、パッシブ中性子・γ線測定の概念を示す説明図である。この測定は、電子線加速器(放射線源)を利用せずに、廃棄体14からの放射線を検出するものである。廃棄体14の周囲、上下(上下は図示せず)に中性子検出器34とγ線検出器36を均等に配設し、廃棄体14からの放射線量を測定する。この測定では、Cs−137、Co−60等のγ線放出核種やPu−240、Cm−244等の自発核分裂性物質から放出される中性子やγ線を測定する。更に、マトリクスによる中性子線の減速・吸収、γ線の減衰により過小評価される傾向にあるため、X線CTスキャン測定によるマトリクス情報を用いて補正する。   FIG. 3 is an explanatory diagram showing the concept of passive neutron / γ-ray measurement. In this measurement, radiation from the waste body 14 is detected without using an electron beam accelerator (radiation source). The neutron detectors 34 and the γ-ray detectors 36 are evenly arranged around the waste body 14 and above and below (the top and bottom are not shown), and the radiation dose from the waste body 14 is measured. In this measurement, neutrons and γ rays emitted from γ-ray emitting nuclides such as Cs-137 and Co-60 and spontaneous fissile materials such as Pu-240 and Cm-244 are measured. Furthermore, since there is a tendency to underestimate due to the slowdown / absorption of neutrons by the matrix and attenuation of γ rays, correction is made using matrix information from X-ray CT scan measurement.

図4は、X線CTスキャン測定の概念を示す説明図である。エネルギー可変電子線加速器10で必要なX線エネルギーに応じたエネルギーの電子線を発生させ、数MeVの電子線を放射する。この数MeVの電子線を厚さ数mmのタングステンからなる低エネルギーX線発生用ターゲット26を透過させ、更に、スライス撮影用コリメータ26を通して所望の制動X線を発生させる。これによって、X線CTスキャン測定に必要な平面状に放射するスライス撮影用X線が発生する。このとき、タングステン製の低エネルギーX線発生用ターゲット26は、入射電子線エネルギーに応じて最適な厚さに変化させることができる構造とする。廃棄体14を透過したスライス撮影用X線は、X線CT用検出器32で検出される。   FIG. 4 is an explanatory diagram showing the concept of X-ray CT scan measurement. The energy variable electron beam accelerator 10 generates an electron beam having energy corresponding to the necessary X-ray energy, and emits an electron beam of several MeV. The electron beam of several MeV is transmitted through the low energy X-ray generation target 26 made of tungsten having a thickness of several millimeters, and further desired braking X-rays are generated through the slice imaging collimator 26. As a result, X-rays for slice imaging that radiate in a plane necessary for X-ray CT scan measurement are generated. At this time, the low-energy X-ray generation target 26 made of tungsten has a structure that can be changed to an optimum thickness according to the incident electron beam energy. The X-ray for slice imaging transmitted through the waste body 14 is detected by the detector 32 for X-ray CT.

このように、X線CTスキャン測定では、電子線加速器10によって誘起される最大エネルギー1MeV程度の比較的低いエネルギーのX線を用いて、廃棄体内部の密度分布を3D情報化する。この密度分布から、廃棄体の空隙・圧縮強度等の物理的健全性が確認でき、重金属元素(鉛等)やアルミニウムなどの有害物質の有無を判断する化学的健全性を確認できる。また、この密度分布から各非破壊測定の補正計算に利用するマトリクスデータを得る。   Thus, in the X-ray CT scan measurement, the density distribution inside the waste is converted into 3D information using X-rays having a relatively low energy of about 1 MeV maximum energy induced by the electron beam accelerator 10. From this density distribution, physical soundness such as voids and compressive strength of the waste can be confirmed, and chemical soundness for judging the presence or absence of harmful substances such as heavy metal elements (lead, etc.) and aluminum can be confirmed. Further, matrix data used for correction calculation of each nondestructive measurement is obtained from this density distribution.

図5は、光核反応による難測定核種の測定の概念を示す説明図である。エネルギー可変電子線加速器10で必要なX線エネルギーに応じたエネルギーの電子線を発生させる。この電子線を厚さ5mm程度のタングステンからなる高エネルギーX線発生用ターゲット24を透過させ、数10MeVをピークエネルギーとするX線に変換し、更に、中性子遮蔽材28を通して所望のX線を発生させる。これによって数10MeVの高エネルギーX線を発生させることができる。このとき、タングステン製の高エネルギーX線発生用ターゲット24は、厚さ5mm程度が基本であるが、入射電子線エネルギーに応じて最適な厚さに変化させることができる構造とする。   FIG. 5 is an explanatory diagram showing the concept of measurement of difficult-to-measure nuclides by photonuclear reaction. The variable energy electron beam accelerator 10 generates an electron beam having energy corresponding to the necessary X-ray energy. This electron beam is transmitted through a high energy X-ray generation target 24 made of tungsten having a thickness of about 5 mm, converted to X-ray having a peak energy of several tens MeV, and further generates desired X-rays through a neutron shielding material 28. Let Thereby, high energy X-rays of several tens MeV can be generated. At this time, the tungsten high-energy X-ray generation target 24 is basically about 5 mm thick, but has a structure that can be changed to an optimum thickness according to the incident electron beam energy.

この測定では、電子線加速器10のエネルギーを30MeV程度にし、高エネルギーX線発生用ターゲット24を透過させることで10Mev程度の最大エネルギーを持つX線を発生させる。この時、中性子も発生するが、測定の妨げになるので極力遮蔽するように工夫する必要がある。そこで、Br入りポリエチレンなどからなる中性子遮蔽体28を設けている。ところで、ある原子核に、その結合エネルギーを超す高エネルギーX線を照射すると、光核反応(γ、n)反応が起こる。この反応によって中性子を剥ぎ取られた原子核は、特有の高エネルギーγ線を放出する場合がある。例えばI−129は、パッシブγ線測定が可能な高エネルギーγ線を放出しないが、(γ、n)反応によってI−128に変換し、I−128から発生する443keV程度のγ線を検出することにより間接的にI−129が測定できる。   In this measurement, the energy of the electron beam accelerator 10 is set to about 30 MeV, and X-rays having a maximum energy of about 10 Mev are generated by transmitting the high energy X-ray generation target 24. At this time, neutrons are also generated. However, since it interferes with measurement, it is necessary to devise measures to shield as much as possible. Therefore, a neutron shield 28 made of polyethylene containing Br is provided. By the way, when a certain atomic nucleus is irradiated with high energy X-rays exceeding its binding energy, a photonuclear reaction (γ, n) reaction occurs. Nuclei stripped of neutrons by this reaction may emit characteristic high-energy γ rays. For example, I-129 does not emit high-energy γ-rays that can be measured by passive γ-rays, but converts them to I-128 by (γ, n) reaction and detects γ-rays of about 443 keV generated from I-128. Thus, I-129 can be measured indirectly.

このシステムには中性子検出器34も装備されているので、中性子数を測定することにより、(γ、n)反応の反応数を知ることが可能である。また、難測定核種(I−129等)が(γ、n)反応によって生成された核種(I−128等)から放出されるγ線の検出は、パッシブγ線測定で使用したγ線検出器36を利用することができる。核種から放出されるγ線の減衰のためのマトリクス補正以外に、光核反応を誘起させる入射X線の減衰補正が必要であり、これをX線CTスキャン測定によるマトリクス情報によって補正する。   Since this system is also equipped with a neutron detector 34, it is possible to know the number of reactions of (γ, n) reaction by measuring the number of neutrons. In addition, detection of γ-rays emitted from nuclides (I-128, etc.) produced by (γ, n) reaction of difficult-to-measure nuclides (I-129, etc.) 36 can be used. In addition to matrix correction for attenuation of γ rays emitted from nuclides, attenuation correction of incident X-rays that induce photonuclear reaction is necessary, and this is corrected by matrix information obtained by X-ray CT scan measurement.

図6は、光中性子混合線による核分裂性物質(Pu−239、U−235等)、非核分裂性物質(U−238,Pu240等)の弁別測定、及び中性子放射化分析の測定の概念を示す説明図である。エネルギー可変電子線加速器10により必要なX線エネルギーに応じた電子線を発生させ、発生した数10MeVの電子線を厚さ5mm程度のタングステンからなる高エネルギーX線発生用ターゲット24を透過させ、数10MeVをピークエネルギーとするX線に変換する。このX線を中性子コンバータ(Be,Li等からなる光核反応ターゲット)30に入射し、高速中性子(数MeVをピークエネルギーとする中性子線)を発生させる。これにより、光中性子混合線(数10MeVをピークエネルギーとするX線と数MeVをピークエネルギーとする中性子線との混合線)が発生する。なお、高エネルギーX線発生用ターゲット24及び中性子コンバータ30は、入射電子線エネルギーによって最適な厚さに変化させることができる構造とする。   FIG. 6 shows the concept of discrimination measurement of fissile material (Pu-239, U-235, etc.) and non-fissile material (U-238, Pu240, etc.), and measurement of neutron activation analysis using a photoneutron mixing line. It is explanatory drawing. An electron beam corresponding to the required X-ray energy is generated by the energy variable electron beam accelerator 10, and the generated electron beam of several tens MeV is transmitted through the high energy X-ray generation target 24 made of tungsten having a thickness of about 5 mm. It is converted into X-rays having a peak energy of 10 MeV. This X-ray is incident on a neutron converter (photonuclear reaction target made of Be, Li, etc.) 30 to generate fast neutrons (neutron beams having a peak energy of several MeV). Thereby, a photoneutron mixed line (mixed line of an X-ray having a peak energy of several tens MeV and a neutron beam having a peak energy of several MeV) is generated. The high energy X-ray generation target 24 and the neutron converter 30 have a structure that can be changed to an optimum thickness by the incident electron beam energy.

光中性子混合線を廃棄体14に照射すると、光子(X線)や中性子は、廃棄体内のTRU核種の核分裂を誘起するが、核分裂中性子(2MeV程度をピークとする高速中性子)の時間変化を測定すると、図7に示すように、大きく4段階に分けることができる。
(a)の時間帯(0〜630μ秒)では、入射光子・高速中性子による核分裂性物質、非核分裂性物質両方の核分裂による即発中性子が検出される。入射高速中性子は、グラファイト等の減速材・反射体によって熱中性子に減速される。
(b)の時間帯(630〜1350μ秒)においては、Pu−239、U−235等の核分裂性物質によって捕獲され、熱核分裂反応が起こり、即発中性子が発生する。ここで非核分裂性物質による核分裂はほとんど起きない。
(c)の時間帯(1350〜3200μ秒)では、即発中性子、遅発中性子両方が検出される。
(d)の時間帯(>3200μ秒)では全核分裂における遅発中性子が検出される。
ところで、(d)における計数は、核分裂性物質による遅発中性子よりも非核分裂性物質によるものの方が数十倍多い。従って、(b)と(d)の計数の比から、核分裂性物質、非核分裂性物質を弁別して測定することができる。この弁別測定において、マトリクスの中性子吸収、減速能によって核分裂性物質、非核分裂性物質の量が過小評価される。これをX線CTスキャン測定のマトリクス情報を用いて補正する。
When the waste 14 is irradiated with a photoneutron mixed beam, photons (X-rays) and neutrons induce fission of TRU nuclides in the waste, but measure the time change of fission neutrons (fast neutrons peaking at about 2 MeV) Then, as shown in FIG. 7, it can be roughly divided into four stages.
In the time zone (a) (0 to 630 μsec), prompt neutrons due to fission of both fissile material and non-fissile material by incident photons and fast neutrons are detected. Incident fast neutrons are decelerated to thermal neutrons by a moderator / reflector such as graphite.
In the time zone (b) (630 to 1350 μsec), it is captured by a fissionable material such as Pu-239, U-235, and a thermal fission reaction occurs, and prompt neutrons are generated. Here, fission by non-fissile material hardly occurs.
In the time zone (c) (1350 to 3200 μsec), both prompt neutrons and delayed neutrons are detected.
In the time zone (d) (> 3200 μsec), delayed neutrons in total fission are detected.
By the way, the count in (d) is tens of times higher for non-fissile material than for delayed neutrons caused by fissile material. Therefore, it is possible to discriminate and measure fissile material and non-fissile material from the ratio of the counts of (b) and (d). In this discrimination measurement, the amount of fissile material and non-fissile material is underestimated by the neutron absorption and moderating ability of the matrix. This is corrected using matrix information of X-ray CT scan measurement.

また、中性子を照射した後、核分裂以外に中性子を捕獲した核種が、特有のγ線を放出する。この(n、γ)反応によるγ線を測定することで、有害物質を構成する塩素や鉛等の核種が特定できる。   Also, after irradiating neutrons, nuclides that have captured neutrons other than nuclear fission emit specific γ-rays. By measuring γ-rays from this (n, γ) reaction, nuclides such as chlorine and lead constituting harmful substances can be specified.

〔第2の実施例〕
第1の実施例では、省スペースの観点から、1つの測定室で、表1に記載した全ての測定を行なうように構成している。しかし、スペースに余裕があるのであれば、2つの測定室に分離する方が、測定時間を短縮することができ、更にはバックグラウンドの低減が可能になる。2つの測定室を並設する場合の装置全体の構成を図9に示す。
[Second Embodiment]
In the first embodiment, from the viewpoint of space saving, all the measurements described in Table 1 are performed in one measurement chamber. However, if there is enough space, the measurement time can be shortened and the background can be further reduced by separating the two measurement chambers. FIG. 9 shows a configuration of the entire apparatus when two measurement chambers are arranged in parallel.

測定を行う領域を、パッシブ測定室50とアクティブ測定室52との隣接する2つの測定室に遮蔽壁54で区画した構成とする。そして、それら2測定室間にわたって移動用レール56を敷設すると共に2測定室間に遮蔽扉58を設置し、該移動用レール56に試料台16を載せ2測定室間で移動可能にする。試料台16はターンテーブルと昇降装置を備え、ターンテーブル上に被測定物である廃棄体14が載置可能となっている。更に、パッシブ測定室50の側壁とアクティブ測定室52の側壁にもそれぞれ遮蔽扉58を設置し、試料台16に載った廃棄体14を運び込めるようにする。パッシブ測定室50には、複数のγ線検出器36を、廃棄体14を取り囲むように配置する。また、アクティブ測定室52には、複数の中性子検出器34を、廃棄体14を取り囲むように配置すると共に、放射線コンバータ12とX線CT用検出器32とを配置する。また、電子線加速器10を収容した照射室60を前記アクティブ測定室52に付設する。   A region in which measurement is performed has a configuration in which two measurement chambers adjacent to the passive measurement chamber 50 and the active measurement chamber 52 are partitioned by a shielding wall 54. Then, a moving rail 56 is laid between the two measurement chambers, and a shielding door 58 is installed between the two measurement chambers, and the sample stage 16 is placed on the moving rail 56 so as to be movable between the two measurement chambers. The sample stage 16 includes a turntable and an elevating device, and a waste body 14 that is an object to be measured can be placed on the turntable. Further, shielding doors 58 are also installed on the side walls of the passive measurement chamber 50 and the active measurement chamber 52 so that the waste body 14 placed on the sample table 16 can be carried. A plurality of γ-ray detectors 36 are arranged in the passive measurement chamber 50 so as to surround the waste body 14. In the active measurement chamber 52, a plurality of neutron detectors 34 are arranged so as to surround the waste body 14, and the radiation converter 12 and the X-ray CT detector 32 are arranged. An irradiation chamber 60 that houses the electron beam accelerator 10 is attached to the active measurement chamber 52.

アクティブ測定室52では、光中性子混合線を照射することにより、光核反応による難測定核種の測定における(γ,n)反応、及び中性子放射化分析における(n,γ)反応を起こさせる工程、照射しながら測定する必要のある光中性子混合線による核分裂性物質(Pu−239、U−235等)と非核分裂性物質(U−238,Pu240等)の弁別測定、X線CTスキャン測定を行う。パッシブ測定室50では、放射線照射前にパッシブγ測定を行ない、また、アクティブ測定室52で(γ,n)反応、(n,γ)反応した後の廃棄体のγ線を測定する。このようにパッシブ測定室50とアクティブ測定室52の2つの測定室に分離すれば、ある廃棄体をアクティブ測定室52で照射している間に、他の廃棄体のパッシブ測定を行なうことができ、測定時間を短縮することができる。また、高エネルギー放射線照射後の測定室はバックグラウンドが大きくなるので、測定室を2つに分離することによりこの弊害を避けることができる。   In the active measurement chamber 52, a step of causing a (γ, n) reaction in measurement of a difficult-to-measure nuclide by a photonuclear reaction and a (n, γ) reaction in a neutron activation analysis by irradiating with a photoneutron mixed beam, Perform discriminating measurement of X-ray CT scan measurement and fissile material (Pu-239, U-235, etc.) and non-fissile material (U-238, Pu240, etc.) using photoneutron mixed rays that need to be measured while irradiating . In the passive measurement chamber 50, passive γ measurement is performed before radiation irradiation, and the γ rays of the waste after the (γ, n) reaction and (n, γ) reaction are measured in the active measurement chamber 52. By separating the two measurement chambers, the passive measurement chamber 50 and the active measurement chamber 52 in this way, it is possible to perform passive measurement of other waste bodies while irradiating a certain waste body in the active measurement chamber 52. Measurement time can be shortened. In addition, since the measurement chamber after irradiation with high energy radiation has a large background, this problem can be avoided by separating the measurement chamber into two.

次に、分割測定の概念について図9により説明する。検出器にコリメータを付設して指向性を高めると、被測定領域を細かく分割した測定ができ、線源位置の特定を行うことができる。図9において、Aはx−y方向(水平方向)の断面を表し、Bはx−z方向(垂直方向)の断面を表している。廃棄体14の外周に複数のコリメータ付き検出器62を配置し、あるいは円周方向に移動して、各位置で測定し、それぞれを比較することにより、x−y方向の線源64の位置を特定することができる。また、z方向にコリメータ付き検出器62を複数配置し、あるいは上下方向に移動して、各スライス毎に測定し、それぞれを比較することにより、z方向の線源位置を特定することができる。   Next, the concept of divided measurement will be described with reference to FIG. When a collimator is attached to the detector to increase directivity, measurement can be performed by finely dividing the region to be measured, and the position of the radiation source can be specified. In FIG. 9, A represents a cross section in the xy direction (horizontal direction), and B represents a cross section in the xz direction (vertical direction). A plurality of collimator-equipped detectors 62 are arranged on the outer periphery of the waste body 14 or moved in the circumferential direction, measured at each position, and compared with each other, thereby determining the position of the radiation source 64 in the xy direction. Can be identified. Further, by arranging a plurality of collimator-equipped detectors 62 in the z direction, or moving in the vertical direction, measuring each slice, and comparing each, the position of the radiation source in the z direction can be specified.

ところで、廃棄体構成物質自体は減速・吸収能を持つ場合が多い。中性子が特に相互作用を起こすのは水素等の軽元素であるのに対して、X線CTスキャン測定は、軽元素を特定することには不向きである。X線CTスキャン測定で、軽元素の定量が困難であれば、中性子CTスキャン測定を利用することもできる。その場合は、放射線検出装置として、6LiF・ZnS(Ag)混合物等からなる中性子シンチーレーターとCCDカメラの組み合わせを用いればよい。   By the way, waste body constituent materials themselves often have a speed reduction / absorption capability. Whereas neutrons particularly interact with light elements such as hydrogen, X-ray CT scan measurement is unsuitable for identifying light elements. If it is difficult to quantify light elements by X-ray CT scan measurement, neutron CT scan measurement can also be used. In that case, a combination of a neutron scintillator made of 6LiF · ZnS (Ag) mixture or the like and a CCD camera may be used as the radiation detection apparatus.

本発明に係る複合型廃棄体確認システムのブロック図。1 is a block diagram of a composite waste body confirmation system according to the present invention. その測定手順を示す説明図。Explanatory drawing which shows the measurement procedure. パッシブ中性子、γ線測定の説明図。Explanatory drawing of passive neutron and gamma ray measurement. X線CTスキャン測定の説明図。Explanatory drawing of a X-ray CT scan measurement. 光核反応による測定の説明図。Explanatory drawing of the measurement by a photonuclear reaction. 光中性子混合線を用いた核分裂性物質、非核分裂性物質の弁別測定の説明図。Explanatory drawing of the discrimination measurement of a fissile material and a non-fissile material using a photoneutron mixing line. 光中性子混合線を廃棄体に照射したときの核分裂中性子の時間変化を示すグラフ。The graph which shows the time change of the fission neutron when a waste body is irradiated with a photoneutron mixing line. 2測定室構成の例を示す説明図。Explanatory drawing which shows the example of 2 measurement chamber structure. 分割測定の例を示す説明図。Explanatory drawing which shows the example of a division | segmentation measurement.

符号の説明Explanation of symbols

10 電子線加速器
12 放射線コンバータ
14 廃棄体
16 試料台
18 放射線検出装置
20 測定制御装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Electron beam accelerator 12 Radiation converter 14 Waste body 16 Sample stand 18 Radiation detection apparatus 20 Measurement control apparatus

Claims (5)

電子線を発生させる電子線加速器と、該電子線加速器から出力する電子線を透過させることで所要特性の放射線を発生させる放射線コンバータと、被測定物である廃棄体を載せる試料台と、前記放射線コンバータから出力される放射線が廃棄体を透過あるいは反射することで発生する放射線の線種および強度を測定する放射線検出装置を具備している廃棄体確認システムにおいて、
前記電子線加速器は、測定に必要なX線エネルギーに応じた電子線を発生させるエネルギー可変型電子線加速器であり、前記放射線コンバータは、低エネルギーX線発生用ターゲット、高エネルギーX線発生用ターゲット、スライス撮影用コリメータ、中性子遮蔽体、中性子コンバータからなり、前記放射線検出装置は、少なくともX線CT用検出器、中性子検出器、γ線検出器を備えており、それら電子線加速器と放射線コンバータと放射線検出装置によって、バックグラウンド測定、パッシブ中性子・γ線測定、X線CTスキャン測定、光核反応による難測定核種の測定、光中性子混合線による核分裂性物質・非核分裂性物質の弁別測定及び中性子放射化分析が選択測定可能な単一の装置体系を構成し、
バックグラウンド測定とパッシブ中性子・γ線測定では、電子線加速器と放射線コンバータは用いずに、放射線検出装置として中性子検出器とγ線検出器を使用し、
X線CTスキャン測定では、前記電子線加速器と、放射線コンバータとして低エネルギーX線発生用ターゲットとスライス撮影用コリメータの組み合わせと、放射線検出装置としてX線CT用検出器を使用し、
光核反応による難測定核種の測定では、前記電子線加速器と、放射線コンバータとして高エネルギーX線発生用ターゲットと中性子遮蔽体の組み合わせと、放射線検出装置としてγ線検出器を使用し、
光中性子混合線による核分裂性物質・非核分裂性物質の弁別測定では、前記電子線加速器と、放射線コンバータとして高エネルギーX線発生用ターゲットと中性子コンバータの組み合わせと、放射線検出装置として中性子検出器を使用し、
中性子放射化分析では、前記電子線加速器と、放射線コンバータとして高エネルギーX線発生用ターゲットと中性子コンバータの組み合わせと、放射線検出装置としてγ線検出器を使用するように、
前記電子線加速器と前記放射線コンバータの各機器と前記放射線検出装置の各検出器を組み合わせ可能としたことを特徴とする複合型廃棄体確認システム。
An electron beam accelerator that generates an electron beam; a radiation converter that generates radiation of a required characteristic by transmitting an electron beam output from the electron beam accelerator; a sample stage on which a waste body as a measurement object is placed; and the radiation In a waste body confirmation system comprising a radiation detection device that measures the line type and intensity of radiation generated by transmission or reflection of radiation output from a converter,
The electron beam accelerator is an energy variable electron beam accelerator that generates an electron beam according to the X-ray energy required for measurement, and the radiation converter includes a low energy X-ray generation target and a high energy X-ray generation target. , slice imaging collimator, neutron shield made of a neutron converter, the radiation detection device, at least X-ray CT detectors, neutron detectors, equipped with a γ-ray detector, and their electron beam accelerator and radiation converter Depending on the radiation detector, background measurement, passive neutron / γ-ray measurement, X-ray CT scan measurement, measurement of difficult-to-measure nuclides by photonuclear reaction, discrimination measurement of fissile / non-fissile material by photoneutron mixing line and neutron Configure a single system that can be selectively measured by activation analysis ,
In background measurement and passive neutron / γ-ray measurement, without using an electron beam accelerator and a radiation converter, a neutron detector and a γ-ray detector are used as a radiation detector.
In the X-ray CT scan measurement, the electron beam accelerator, a combination of a low-energy X-ray generation target and a slice imaging collimator as a radiation converter, and an X-ray CT detector as a radiation detection device are used.
In the measurement of difficult-to-measure nuclides by photonuclear reaction, the electron beam accelerator, a combination of a high-energy X-ray generation target and a neutron shield as a radiation converter, and a γ-ray detector as a radiation detector,
In the discrimination measurement of fissile materials and non-fissile materials using photoneutron mixed beam, the electron beam accelerator, the combination of high energy X-ray generation target and neutron converter as radiation converter, and neutron detector as radiation detector And
In the neutron activation analysis, the electron beam accelerator, a combination of a high energy X-ray generation target and a neutron converter as a radiation converter, and a γ-ray detector as a radiation detection device are used.
A combined waste body confirmation system characterized in that the electron beam accelerator, each device of the radiation converter, and each detector of the radiation detector can be combined .
前記放射線コンバータを構成する低エネルギーX線発生用ターゲットと高エネルギーX線発生用ターゲットは回転あるいは移動により交換可能とし、スライス撮影用コリメータと中性子遮蔽体と中性子コンバータも回転あるいは移動により交換可能とし、それによって低エネルギーX線発生用ターゲットと高エネルギーX線発生用ターゲットのいずれかと、スライス撮影用コリメータと中性子遮蔽体と中性子コンバータのいずれか、の組み合わせが選択的に形成可能になっている請求項1記載の複合型廃棄体確認システム。 The low energy X-ray generation target and the high energy X-ray generation target constituting the radiation converter can be exchanged by rotation or movement, and the slice imaging collimator, the neutron shield and the neutron converter can also be exchanged by rotation or movement, As a result , a combination of any one of a target for low-energy X-ray generation and a target for high-energy X-ray generation , a slice imaging collimator, a neutron shield, and a neutron converter can be selectively formed. Item 2. The composite waste body confirmation system according to Item 1. 前記放射線コンバータは、厚さ1mm〜2mmの低エネルギーX線発生用タングステンターゲットとスライス撮影用コリメータの組み合わせにより数MeVの最大エネルギーを持つ制動X線を出力する第1のコンバータと、厚さ5mmの高エネルギーX線発生用タングステンターゲットとBr入りポリエチレン中性子遮蔽体の組み合わせにより10MeVの最大エネルギーを持つ制動X線を出力する第2のコンバータと、厚さ5mmの高エネルギーX線発生用タングステンターゲットと中性子コンバータの組み合わせにより光中性子混合線を出力する第3のコンバータが形成可能となっている請求項2記載の複合型廃棄体確認システム。 The radiation converter includes a first converter that outputs a braking X-ray having a maximum energy of several MeV by a combination of a tungsten target for low energy X-ray generation having a thickness of 1 mm to 2 mm and a collimator for slice imaging, and a thickness of 5 m. a second converter that outputs a braking X-ray having a maximum energy of 10 MeV by combining a tungsten target for generating high-energy X-rays with m and a polyethylene neutron shield containing Br, and tungsten for generating high-energy X-rays with a thickness of 5 mm The composite waste body confirmation system according to claim 2, wherein a third converter that outputs a photoneutron mixing line can be formed by a combination of a target and a neutron converter. 被測定物である廃棄体を載せる前記試料台は、ターンテーブルと昇降機構からなり、測定に際して、廃棄体の回転及び上下移動を可能とした請求項1乃至3のいずれかに記載の複合型廃棄体確認システム。 The composite type disposal according to any one of claims 1 to 3, wherein the sample stage on which the waste body to be measured is placed comprises a turntable and an elevating mechanism, and the waste body can be rotated and moved up and down during measurement. Body verification system. 測定を行う領域を、パッシブ測定室とアクティブ測定室との隣接する2つの測定室に遮蔽区画した構成とし、それら2測定室間にわたって移動用レールを敷設すると共に2測定室間に遮蔽扉を設置し、該移動用レールに試料台を載せ2測定室間で移動可能にすると共に、パッシブ測定室に複数の前記γ線検出器を配置し、アクティブ測定室に前記X線CT用検出器と複数の前記中性子検出器及び前記放射線コンバータを配置し、前記電子線加速器を収容した照射室を前記アクティブ測定室に付設し、2個の廃棄体に対してパッシブ測定とアクティブ測定を同時に実施可能にした請求項1乃至4のいずれかに記載の複合型廃棄体確認システム。 The measurement area is configured to be divided into two measurement chambers adjacent to the passive measurement chamber and the active measurement chamber, and a moving rail is installed between the two measurement chambers and a shield door is installed between the two measurement chambers. and, while movable between two measuring chambers placing the sample stage to the mobile rail, arranging a plurality of the γ-ray detector in the passive measurement chamber, wherein the X-ray CT detectors activate the measurement chamber and a plurality the neutron detector and the radiation converter is disposed of, and attached to the irradiation chamber which accommodates the electron beam accelerator to the active measuring chamber, and at the same time can be implemented with passive measurements and active measured for two waste The composite waste body confirmation system according to any one of claims 1 to 4.
JP2006261155A 2006-09-26 2006-09-26 Complex waste confirmation system Expired - Fee Related JP4649580B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006261155A JP4649580B2 (en) 2006-09-26 2006-09-26 Complex waste confirmation system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006261155A JP4649580B2 (en) 2006-09-26 2006-09-26 Complex waste confirmation system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2008082779A JP2008082779A (en) 2008-04-10
JP4649580B2 true JP4649580B2 (en) 2011-03-09

Family

ID=39353811

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006261155A Expired - Fee Related JP4649580B2 (en) 2006-09-26 2006-09-26 Complex waste confirmation system

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4649580B2 (en)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2925701B1 (en) * 2007-12-24 2010-01-29 Commissariat Energie Atomique METHOD FOR PROCESSING MEASURING SIGNALS OF FISSION CHAMBERS
JP5404143B2 (en) * 2009-04-07 2014-01-29 株式会社東芝 Nondestructive inspection method and nondestructive inspection device for sealed container
JP6482230B2 (en) * 2014-10-07 2019-03-13 三菱重工業株式会社 Apparatus and method for analyzing radioactive material
JP6468931B2 (en) * 2015-04-17 2019-02-13 日立Geニュークリア・エナジー株式会社 Apparatus and method for measuring the amount of nuclear material in a damaged / molten fuel-containing material
US10705243B2 (en) 2018-01-29 2020-07-07 Korea Atomic Energy Research Institute Nondestructive inspection system
KR102075466B1 (en) * 2018-01-29 2020-02-10 한국원자력연구원 Radiation source system and nondestructive inspection system having the same
JP7140656B2 (en) * 2018-11-30 2022-09-21 株式会社日立製作所 X-ray/neutron hybrid imaging system
JP7178250B2 (en) * 2018-12-12 2022-11-25 日立Geニュークリア・エナジー株式会社 Nuclear material amount measuring device and nuclear material amount measuring method
EP3994500B1 (en) * 2019-07-01 2024-10-09 SHINE Technologies, LLC Systems and methods employing interchangeable ion beam targets
JP7488692B2 (en) * 2020-05-21 2024-05-22 日立Geニュークリア・エナジー株式会社 Nuclear Material Measuring Device
JP7560046B2 (en) 2020-06-22 2024-10-02 国立研究開発法人理化学研究所 Cable inspection device and cable inspection method
JP7480004B2 (en) * 2020-09-16 2024-05-09 日立Geニュークリア・エナジー株式会社 Nuclear material measurement system and method for measuring nuclear material
JP7561696B2 (en) * 2021-06-16 2024-10-04 日立Geニュークリア・エナジー株式会社 Nuclear material measurement system and method for measuring nuclear material
JP7569296B2 (en) * 2021-09-28 2024-10-17 日立Geニュークリア・エナジー株式会社 Radioactivity measuring device and method

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0330126Y2 (en) * 1985-06-07 1991-06-26
JPH02222886A (en) * 1989-02-14 1990-09-05 Toshiba Corp Measurement of concentration distribution of nuclear fuel substance and apparatus therefor
JPH0574794A (en) * 1991-09-13 1993-03-26 Toshiba Corp Semiconductor device and manufacture thereof
JPH1164248A (en) * 1997-08-27 1999-03-05 Hitachi Eng & Services Co Ltd Device and method for identifying content
JP2003075540A (en) * 2001-08-31 2003-03-12 Hitachi Ltd Method and apparatus for measuring radioactivity of radioactive waste
JP3827224B2 (en) * 2002-09-19 2006-09-27 株式会社日立製作所 Luggage inspection device
JP2005237730A (en) * 2004-02-27 2005-09-08 Hiroshige Yamada Desktop type radiation therapy/diagnosis apparatus and method of using the same
FR2871896B1 (en) * 2004-06-21 2006-12-29 Commissariat Energie Atomique METHOD AND DEVICE FOR PROBE OF NUCLEAR MATERIAL BY PHOTOFISSION

Also Published As

Publication number Publication date
JP2008082779A (en) 2008-04-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4576368B2 (en) Neutron moderator, neutron irradiation method, and hazardous substance detection apparatus
JP4649580B2 (en) Complex waste confirmation system
US10832826B2 (en) Inspection of nuclear waste
Tobin et al. Nondestructive assay options for spent fuel encapsulation
JP7178250B2 (en) Nuclear material amount measuring device and nuclear material amount measuring method
Takada et al. Development of a real-time neutron beam detector for boron neutron capture therapy using a thin silicon sensor
Tsuchiya et al. A Monte Carlo simulation to study a design of a gamma-ray detector for neutron resonance densitometry
Wehe et al. Observation of/sup 238/U photofission products
Ogino et al. Measurements of thermal and epithermal neutron spatial distribution using activation foils inside a fusion blanket mock-up
Chung et al. Radiation damage evaluation of YSECT v. 2 for spent nuclear fuel inspection in wet storage facility
JP2013130418A (en) Nuclear material detection device and nuclear material detection method
JP2004037106A (en) Equipment for measuring radioactivity in waste
Ludewigt et al. Delayed gamma-ray spectroscopy for non-destructive assay of nuclear materials
Biswas et al. Facility at CIRUS reactor for thermal neutron induced prompt γ-ray spectroscopic studies
Pe´ rot et al. Experimental qualification with a scale one mock-up of the “measurement and sorting unit” for bituminized waste drums
Gagliardi et al. Seeing radioactivity: Gamma-ray imaging technique applied to TRIGA RC-1 research reactor in ENEA Casaccia
Fujiwara et al. Simultaneous Use of Coincidence and Anti-Coincidence Counting Using Crosstalk Events to Enhance Measurement Accuracy in BNCT-SPECT
Mukai et al. Preparation for a neutronics experiment using a discharge fusion device and an imaging plate neutron detector
Adams et al. A 2D pixelated stilbene scintillator detector array for simultaneous radiography with fast neutrons and gammas
Tsuchiya et al. Performance of large volume LaBr3 scintillation detector equipped with specially-designed shield for neutron resonance capture analysis
Kilby Development of radiation transport techniques for modelling a high-resolution multi-energy photon emission tomography system
Wang et al. KENS shielding experiment (2): measurement of the neutron spatial distribution inside and outside of a concrete shield using an activation foil and an imaging plate technique
Kilby et al. Modeling and simulation study for the design of the Fuel Interrogation and Examination using Submersible Tomography Analysis Mk II instrument
Jin et al. Application of In-beam Activation Analysis in Elemental Distribution Analysis
Sobczak et al. Evaluating the Performance of a Photofission Prompt Neutron Detection System Based on Threshold Activation Scintillation Coupled with a 9 MeV Electron Accelerator

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20080409

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20100826

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20100902

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20101027

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20101111

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20101112

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131224

Year of fee payment: 3

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees