JP4723966B2 - Np content inspection method and Np content inspection device - Google Patents
Np content inspection method and Np content inspection device Download PDFInfo
- Publication number
- JP4723966B2 JP4723966B2 JP2005277515A JP2005277515A JP4723966B2 JP 4723966 B2 JP4723966 B2 JP 4723966B2 JP 2005277515 A JP2005277515 A JP 2005277515A JP 2005277515 A JP2005277515 A JP 2005277515A JP 4723966 B2 JP4723966 B2 JP 4723966B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- nuclear fuel
- gamma ray
- gamma
- predetermined amount
- gamma rays
- 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
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Landscapes
- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
Description
本発明は、原子燃料が所定量の237Npを含有しているか否かを検査するNp含有検査方法およびNp含有検査装置に関する。 The present invention relates to an Np content inspection method and an Np content inspection device for inspecting whether or not a nuclear fuel contains a predetermined amount of 237 Np.
原子燃料を製造した際には、その原子燃料が原子炉で所定の特性を持つように、核分裂性物質の濃度や分布を確認しておくことが重要である。このため、原子燃料製造時には、非破壊で核分裂性物質、特に濃縮ウランの含有量を確認するために、外部中性子源によって中性子を原子燃料に照射し、原子燃料から発生する核分裂中性子やガンマ線を測定する方法が行われている。 When nuclear fuel is manufactured, it is important to confirm the concentration and distribution of fissile material so that the nuclear fuel has predetermined characteristics in the nuclear reactor. Therefore, during nuclear fuel production, in order to confirm the content of non-destructive fissionable materials, especially enriched uranium, neutrons are irradiated to the nuclear fuel by an external neutron source, and fission neutrons and gamma rays generated from the nuclear fuel are measured. The way to be done.
このような核分裂性物質とは別に、質量数237のネプツニウム(237Np)を予め原子燃料に添加することによって、例えば核拡散に対する抵抗性を高めるなどの効果を得るための原子燃料が特許文献1などに開示されている。
In addition to such a fissile material, a nuclear fuel for obtaining an effect of increasing resistance to nuclear diffusion, for example, by adding neptunium ( 237 Np) having a mass number of 237 to a nuclear fuel in advance is disclosed in
使用済核燃料を再処理して抽出されるPuは核爆弾への転用の恐れがあり、国際的に強い規制の対象となっている。Pu同位体のうち核分裂断面積の大きい239Puと241Puの比率が高いものほど、核爆弾に転用される危険性が高い。逆に238Pu、240Puおよび242Puは核分裂断面積が比較的小さく、さらに自発核分裂によって常時中性子を放出するため、これらの成分は核爆弾製造への妨げとなる。Pu偶数核成分が放出する自発中性子は、核分裂連鎖反応を早い時点から誘起させるので、爆発の大きさを低下させるためである。さらに、238Puはα崩壊で生じる発熱量が極めて高いので、特別な施設以外での取り扱いを困難とし、盗取目的の不正なアクセスに対する防護の役割も果たす。 Pu extracted by reprocessing spent nuclear fuel may be diverted to a nuclear bomb and is subject to strong international regulations. The higher the ratio of 239 Pu and 241 Pu with a large fission cross section among Pu isotopes, the higher the risk of being diverted to a nuclear bomb. Conversely, 238 Pu, 240 Pu, and 242 Pu have a relatively small fission cross-section, and neutrons are always emitted by spontaneous fission, so these components hinder the production of nuclear bombs. This is because the spontaneous neutrons emitted by the Pu even-numbered nuclear component induce a fission chain reaction from an early point in time, thereby reducing the magnitude of the explosion. Further, 238 Pu has a very high calorific value due to α decay, so that it is difficult to handle it outside of a special facility and plays a role of protecting against unauthorized access for the purpose of theft.
このようにPu組成のうち偶数核成分、特に238Puは核爆弾への転用を妨げる特性をもつため、238Pu組成の多い使用済燃料は核拡散に対する抵抗性が高く、核の平和利用へ寄与する有効な手段となり得る。原子炉で取り出される使用済燃料をこのような核拡散抵抗性の高い使用済燃料とすることを、ネプツニウム、アメリシウムおよびキュリウムに代表されるマイナーアクチニドを予め原子燃料製造時に添加することによって実現することが検討されている。
使用済燃料の核拡散抵抗性を高めるために、使用前の原子燃料に予め237Npを添加する場合、製造された原子燃料が確実に237Npを含有していることを非破壊で確認する手段をもつことは、このような燃料を実際に運用する上で極めて重要である。しかしながら、237Npを予め添加した原子燃料のNp含有量を製造時に非破壊で確認することは、これまでに行われていない。また、使用済み燃料を再処理して得られる回収ウランを母材に用いた原子燃料の場合には、母材に種々の放射性核種を含むため、単に237Npのガンマ線スペクトルを測定するだけでは、237Npの含有を確実に確認できない可能性がある。 In order to increase the proliferation resistance of spent fuel, when adding 237 Np to the nuclear fuel before use, a means for nondestructively confirming that the manufactured nuclear fuel surely contains 237 Np It is extremely important to actually operate such a fuel. However, the Np content of nuclear fuel to which 237 Np has been added in advance has not been confirmed at the time of production in a non-destructive manner. In addition, in the case of nuclear fuel using recovered uranium obtained by reprocessing spent fuel as a base material, since the base material contains various radionuclides, simply measuring the gamma ray spectrum of 237 Np, 237 Np content may not be reliably confirmed.
本発明は、上記の課題を解決するため、原子燃料が所定量の237Npを含有していることを非破壊で確認できるようにすることを目的とする。 In order to solve the above-described problems, an object of the present invention is to enable non-destructive confirmation that nuclear fuel contains a predetermined amount of 237 Np.
上記目的を達成するため、本発明は、固体の原子燃料が所定量の237Npを含有しているか否かをその原子燃料が原子炉で使用される前に検査するNp含有検査方法において、前記原子燃料から放出されるガンマ線のうち237Npの娘核種である 233Paから放出されるガンマ線の計数率を測定するガンマ線測定第一工程と、前記ガンマ線測定第一工程で測定した計数率が前記原子燃料は 237 Npを所定量含有していると判断できる所定の肯定基準値より大きい場合に、前記原子燃料は237Npを所定量含有していると判定する比較第一工程と、前記比較第一工程で前記原子燃料は237Npを所定量含有していると判定をしなかった場合に、前記原子燃料に中性子を照射する照射工程と、前記照射工程の後に、前記原子燃料から放射されるガンマ線のうち、238Npから放出されるガンマ線の計数率を測定するガンマ線測定第二工程と、前記ガンマ線測定第二工程で測定した計数率が前記原子燃料は 237 Npを所定量含有していると判断できる所定の判定基準値より大きい場合に、前記原子燃料は237Npを所定量含有していると判定し、その計数率が前記判定基準値より小さい場合に前記原子燃料は237Npを所定量含有していないと判定する比較第二工程と、を有することを特徴とする。 To achieve the above object, the present invention provides an Np-containing inspection method for inspecting whether a solid nuclear fuel contains a predetermined amount of 237 Np before the nuclear fuel is used in a nuclear reactor. Of the gamma rays emitted from the nuclear fuel, a gamma ray measurement first step for measuring a count rate of gamma rays emitted from 233 Pa which is a daughter nuclide of 237 Np , and the count rate measured in the first step of gamma ray measurement is the atomic rate. fuel is greater than a predetermined positive reference value can be determined that contain a predetermined amount of 237 Np, the nuclear fuel and the determining compares a first step containing a predetermined amount of 237 Np, the comparison first when the nuclear fuel did not determination of containing a predetermined amount of 237 Np in step, an irradiation step of irradiating neutrons to the nuclear fuel, after the irradiation step, the nuclear fuel Of the gamma ray et radiation, gamma ray measurement second step of measuring the count rate of gamma rays emitted from the 238 Np, the nuclear fuel the gamma ray measurement count rates measured in the second step is contains a predetermined amount of 237 Np If you have a greater than a predetermined judgment reference value can be determined, the nuclear fuel is determined to contain a predetermined amount of 237 Np, the nuclear fuel when the count rate is less than the determination reference value 237 A second comparison step for determining that Np is not contained in a predetermined amount.
また、本発明は、固体の原子燃料が所定量の237Npを含有しているか否かをその原子燃料が原子炉で使用される前に検査するNp含有検査方法において、前記原子燃料から放出されるガンマ線のうち237Npの娘核種である 233Paから放出されるガンマ線の計数率を測定するガンマ線測定第一工程と、前記原子燃料から放出されるガンマ線のうち237Npの娘核種である 233Paから放出されるガンマ線以外のガンマ線の計数率を測定する基準ガンマ線測定第一工程と、前記ガンマ線測定第一工程で測定した計数率の基準ガンマ線測定第一工程で測定した計数率に対する比が前記原子燃料は 237 Npを所定量含有していると判断できる所定の肯定基準比率より大きい場合に、前記原子燃料は237Npを所定量含有していると判定する比較第一工程と、前記比較第一工程で前記原子燃料は237Npを所定量含有していると判定をしなかった場合に、前記原子燃料に中性子を照射する照射工程と、前記照射工程の後に、前記原子燃料から放射されるガンマ線のうち、238Npから放出されるガンマ線の計数率を測定するガンマ線測定第二工程と、前記照射工程の後に、前記原子燃料から放出されるガンマ線のうち237Npの娘核種である 233Pa並びに238Npから放出されるガンマ線以外のガンマ線の計数率を測定する基準ガンマ線測定第二工程と、前記ガンマ線測定第二工程で測定した計数率の前記基準ガンマ線測定第二工程で測定した計数率に対する比が前記原子燃料は 237 Npを所定量含有していると判断できる所定の判定基準比率より大きい場合に前記原子燃料は237Npを所定量含有していると判定し、前記ガンマ線測定第二工程で測定した計数率の前記基準ガンマ線測定第二工程で測定した計数率に対する比が前記判定基準比率より小さい場合に前記原子燃料は237Npを所定量含有していないと判定する比較第二工程と、を有することを特徴とする。 Further, the present invention relates to an Np content inspection method for inspecting whether or not a solid nuclear fuel contains a predetermined amount of 237 Np before the nuclear fuel is used in a nuclear reactor. that the gamma ray measuring first step of measuring the count rate of gamma rays emitted from 233 Pa, the daughter nuclide of 237 Np of gamma rays, the daughter nuclide of 237 Np of the gamma rays emitted from the nuclear fuel 233 Pa reference gamma ray measurement and the first step, the gamma ray measuring first step count rate measured by the reference gamma ray measurement first ratio count rate measured in step the atomic measuring the count rate of gamma rays other than gamma rays emitted from the fuel is greater than a predetermined positive reference ratio that can be determined that the predetermined amount of 237 Np, the nuclear fuel contains a predetermined amount of 237 Np A comparison first step that determines that the nuclear fuel contains a predetermined amount of 237 Np in the comparison first step, and an irradiation step that irradiates the nuclear fuel with neutrons; After the irradiation step, among the gamma rays emitted from the nuclear fuel, a second step of gamma ray measurement for measuring the counting rate of gamma rays emitted from 238 Np, and after the irradiation step, emitted from the nuclear fuel. a reference gamma ray measurement second step of measuring the count rate of gamma rays other than gamma rays emitted from 233 Pa and 238 Np daughter nuclides of 237 Np of gamma rays, the count rate measured by the gamma ray measuring second step The ratio to the counting rate measured in the second step of the reference gamma ray measurement is a predetermined criterion ratio at which the nuclear fuel can be determined to contain a predetermined amount of 237 Np . Ri said nuclear fuel is greater is determined that the predetermined amount of 237 Np, ratio the judgment for count rate measured by the reference gamma ray measurement second step count rate measured by the gamma ray measuring second step A comparison second step for determining that the nuclear fuel does not contain a predetermined amount of 237 Np when the ratio is smaller than a reference ratio.
また、本発明は、固体の原子燃料が所定量の237Npを含有しているか否かをその原子燃料が原子炉で使用される前に検査するNp含有検査装置において、ガンマ線検出器と、中性子を照射されていない前記原子燃料から放出され、前記ガンマ線検出器によって検出されるガンマ線のうち237Npの娘核種である 233Paから放出されるガンマ線の計数率が前記原子燃料は 237 Npを所定量含有していると判断できる所定の肯定基準値より大きい場合に前記原子燃料は237Npを所定量含有していると判定し、中性子を照射された前記原子燃料から放出され、前記ガンマ線検出器によって検出されるガンマ線のうち238Npから放出されるガンマ線の計数率が前記原子燃料は 237 Npを所定量含有していると判断できる所定の判定基準値より大きい場合に前記原子燃料は237Npを所定量含有していると判定し、中性子を照射された前記原子燃料から放出され、前記ガンマ線検出器によって検出されるガンマ線のうち238Npから放出されるガンマ線の計数率が前記判定基準値より小さい場合に前記原子燃料は237Npを所定量含有していないと判定する判定装置と、前記ガンマ線検出器からの出力される信号を前記判定装置に伝達する伝達手段と、を有することを特徴とする。 The present invention also provides a gamma ray detector, a neutron detector, and a neutron detector in an Np-containing inspection device that inspects whether a solid nuclear fuel contains a predetermined amount of 237 Np before the nuclear fuel is used in a nuclear reactor. is released from the nuclear fuel that is not irradiated with a predetermined amount of 237 Np is 237 Np count rate the nuclear fuel of the gamma rays emitted from 233 Pa, the daughter nuclide of the gamma rays detected by the gamma ray detectors When the nuclear fuel is larger than a predetermined positive reference value that can be determined to be contained, it is determined that the nuclear fuel contains a predetermined amount of 237 Np. The nuclear fuel is emitted from the nuclear fuel irradiated with neutrons, and is detected by the gamma ray detector. Of the detected gamma rays, the count rate of the gamma rays emitted from 238 Np can be determined that the nuclear fuel contains a predetermined amount of 237 Np. When it is larger than a predetermined criterion value, it is determined that the nuclear fuel contains a predetermined amount of 237 Np, and 238 of the gamma rays emitted from the nuclear fuel irradiated with neutrons and detected by the gamma ray detector. A determination device for determining that the nuclear fuel does not contain a predetermined amount of 237 Np when the count rate of gamma rays emitted from Np is smaller than the determination reference value, and a signal output from the gamma ray detector And a transmission means for transmitting to the determination device.
また、本発明は、固体の原子燃料が所定量の237Npを含有しているか否かをその原子燃料が原子炉で使用される前に検査するNp含有検査装置において、ガンマ線検出器と、中性子を照射されていない前記原子燃料から放出され、前記ガンマ線検出器によって検出されるガンマ線のうち237Npの娘核種である 233Paから放出されるガンマ線の計数率の前記原子燃料から放出されるガンマ線のうち237Npの娘核種である 233Paから放出されるガンマ線以外のガンマ線の計数率に対する比が前記原子燃料は 237 Npを所定量含有していると判断できる所定の肯定基準比率より大きい場合に前記原子燃料は237Npを所定量含有していると判定し、中性子を照射された前記原子燃料から放出され、前記ガンマ線検出器によって検出されるガンマ線のうち238Npから放出されるガンマ線の計数率の、中性子を照射された前記原子燃料から放出され、前記原子燃料から放出されるガンマ線のうち237Npの娘核種である 233Pa並びに238Npから放出されるガンマ線以外のガンマ線の計数率に対する比が前記原子燃料は 237 Npを所定量含有していると判断できる所定の判定基準比率より大きい場合に前記原子燃料は237Npを所定量含有していると判定し、中性子を照射された前記原子燃料から放出され、前記ガンマ線検出器によって検出されるガンマ線のうち238Npから放出されるガンマ線の計数率の、中性子を照射された前記原子燃料から放出され、前記原子燃料から放出されるガンマ線のうち237Npの娘核種である 233Pa並びに238Npから放出されるガンマ線以外のガンマ線の計数率に対する比が前記判定基準比率より小さい場合に前記原子燃料は237Npを所定量含有していないと判定する判定装置と、前記ガンマ線検出器からの出力される信号を前記判定装置に伝達する伝達手段と、を有することを特徴とする。 The present invention also provides a gamma ray detector, a neutron detector, and a neutron detector in an Np-containing inspection device that inspects whether a solid nuclear fuel contains a predetermined amount of 237 Np before the nuclear fuel is used in a nuclear reactor. Of gamma rays emitted from the nuclear fuel having a count rate of gamma rays emitted from 233 Pa, which is a daughter nuclide of 237 Np , among the gamma rays detected by the gamma ray detector. of 237 Np ratio the nuclear fuel for count rate of gamma rays other than gamma rays emitted from 233 Pa, the daughter nuclide of the is greater than a predetermined positive reference ratio that can be determined that the predetermined amount of 237 Np The nuclear fuel is determined to contain a predetermined amount of 237 Np, and is emitted from the nuclear fuel irradiated with neutrons, and the gamma ray detector Of the gamma rays detected by 238 Np, the count rate of gamma rays emitted from 238 Np is 233 Pa which is the daughter nuclide of 237 Np among the gamma rays emitted from the neutron-irradiated nuclear fuel and emitted from the nuclear fuel. the nuclear fuel own the 237 Np is larger than a predetermined determination reference ratio can be determined that the ratio count rate of gamma rays other than gamma rays emitted said nuclear fuel contains a predetermined amount of 237 Np and from 238 Np The neutron-irradiated count rate of gamma rays emitted from 238 Np out of the gamma rays emitted from the nuclear fuel irradiated with neutrons and detected by the gamma-ray detector released from the nuclear fuel, the daughter nuclide of 237 Np of the gamma rays emitted from the nuclear fuel 23 A determining device and the ratio count rate of gamma rays other than gamma rays the nuclear fuel when the criterion ratio smaller does not contain a predetermined amount of 237 Np emitted from Pa and 238 Np, the gamma-ray detector And a transmission means for transmitting a signal output from the determination device to the determination device.
本発明よって、原子燃料が所定量の237Npを含有していることを非破壊で確認できる。 According to the present invention, it can be confirmed nondestructively that the nuclear fuel contains a predetermined amount of 237 Np.
本発明に係る原子燃料のNp含有検査の実施形態を、図面を参照して説明する。なお、同一または類似の構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。 An embodiment of Np content inspection of nuclear fuel according to the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same or similar structure, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
[実施形態1]
図2は、本発明に係る実施形態1のNp含有検査装置のブロック構成図である。なお、図2には、検査対象である原子燃料も併せて示している。
[Embodiment 1]
FIG. 2 is a block configuration diagram of the Np-containing inspection apparatus according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2 also shows the nuclear fuel to be inspected.
Np含有検査装置は、ガンマ線検出器1、判定装置6およびケーブル7から構成されている。ガンマ線検出器1と判定装置6はケーブル7によって接続されている。ガンマ線検出器1は原子燃料8の近傍に位置し、原子燃料8から放出されるガンマ線9を検出する。一般的に、原子燃料8は、核燃料物質を収めた複数の円筒形状の被覆管を角柱状に束ねて燃料集合体を形成している。ガンマ線検出器1は、原子燃料8の長手方向の複数の位置に配置しておいてもよいし、原子燃料8およびガンマ線検出器1が互いに相対的に移動して、複数の位置の測定ができるようにしておいてもよい。また、燃料集合体に組み立てる前に、核燃料物質が被覆管に収められた燃料棒が完成した時点でNp含有検査を行ってもよい。
The Np-containing inspection apparatus includes a
次に、このNp含有検査装置を用いた、原子燃料に所定量の237Npが含まれているか否かを検査するNp含有検査の方法について説明する。 Next, an Np content inspection method for inspecting whether or not a predetermined amount of 237 Np is contained in the nuclear fuel using this Np content inspection device will be described.
図1は本発明に係る実施形態1のNp含有検査の流れ図である。 FIG. 1 is a flowchart of Np content inspection according to the first embodiment of the present invention.
原子炉に装荷される前など、中性子を照射される前の原子燃料8から発生するガンマ線のスペクトルを、ガンマ線検出器1によって測定する(工程S11)。ガンマ線検出器1としてGe半導体検出器などを用いることにより、ガンマ線のスペクトル、すなわち、微小なエネルギー範囲ごとのガンマ線の計数率を測定することができる。
The spectrum of gamma rays generated from the
なお、原子燃料8に対してガンマ線検出装置1を動かして、複数位置でガンマ線の計数率を測定するか、複数のガンマ線検出器1を用いて、原子燃料8の核燃料物質が含まれる範囲(燃料有効部)の複数の位置において測定してもよい。また、ガンマ線の計数率を領域ごとや、燃料有効部全体で平均してもよい。
The
判定装置6は、測定したガンマ線のうち、237Npの娘核種である233Paが放出する312keVのガンマ線の計数率をC237とする(工程S12)。なお、C237としては、237Npまたはその娘核種である233Paから放出されるガンマ線であればどのようなエネルギーのガンマ線の計数率であってもよい。 The determination device 6 sets C237 as the counting rate of 312 keV gamma rays emitted by 233 Pa, which is a daughter nuclide of 237 Np, among the measured gamma rays (step S12). C237 may be a gamma ray counting rate of any energy as long as it is a gamma ray emitted from 237 Np or its daughter nuclide, 233 Pa.
次に、判定装置6は、C237を肯定基準値および否定基準値と比較する(工程S13)。C237が肯定基準値以上の場合には、原子燃料8は所定量の237Npを含有していると判定する。また、C237が否定基準値未満の場合には、原子燃料は所定量の237Npを含有していないと判定する。この肯定基準値は、測定誤差を考慮しても検査対象の原子燃料8に所定量の237Npが含まれていると判定できる基準であり、否定基準値は、測定誤差を考慮しても検査対象の原子燃料8に所定量の237Npが含まれていないと判定できる基準である。肯定基準値および否定基準値は、標準ガンマ線源を用いた測定あるいは計算によって予め決定しておく。この肯定基準値および否定基準値の決定の際には、ガンマ線検出器1の測定精度、検査対象の原子燃料8の形状、核燃料物質の濃度等を考慮する。
Next, the determination device 6 compares C237 with the positive reference value and the negative reference value (step S13). If C237 is greater than or equal to the positive reference value, it is determined that the
C237が肯定基準値未満であって、否定基準値以上の場合には、検査対象の原子燃料に中性子を照射する(工程S14)。なお、237Npの中性子照射によって生成される238Npの半減期は約2.1日なので、1日ないし4日間程度の照射が実用的である。 If C237 is less than the positive reference value and greater than or equal to the negative reference value, the nuclear fuel to be inspected is irradiated with neutrons (step S14). Since the half life of 238 Np produced by neutron irradiation of 237 Np is about 2.1 days, irradiation for about 1 to 4 days is practical.
図3は、原子燃料に中性子を照射する照射装置を示す図であって、(a)は平面図、(b)は(a)のA−A矢視縦断面図である。 3A and 3B are diagrams showing an irradiation apparatus that irradiates nuclear fuel with neutrons, where FIG. 3A is a plan view and FIG. 3B is a vertical cross-sectional view taken along line AA in FIG.
照射装置10は、照射架台11、中性子源12および中性子減速材14から構成されている。照射架台11の中央には、中性子源案内管13が配設され、中性子源12を内包できるようになっている。また、照射架台11は、中性子源案内管13を囲むように、原子燃料8を配置する空間を有している。中性子源12は中性子源案内管13の中に導入される。中性子減速材14は、燃料集合体8を配置する空間と中性子源案内管13の間に配置されている。
The
上述の通り、Np含有検査は、燃料集合体に組み立てる前に、核燃料物質が被覆管に収められた燃料棒が完成した時点で行ってもよい。このような場合には、照射装置10は燃料棒を配置できる空間を有するように組み立てておく。
As described above, the Np content inspection may be performed at the time when the fuel rod in which the nuclear fuel material is contained in the cladding tube is completed before assembling the fuel assembly. In such a case, the
また、中性子源案内管13はアルミニウムなどのように中性子減速効果の小さい物質を用いるとよい。中性子源12より放出された高速中性子は、中性子減速材14中で減速されて熱化され、熱中性子となる。このとき、中性子源12と原子燃料8の間の中性子減速材14が少ないと熱化が十分に行われない。逆に中性子減速材14が多すぎると、原子燃料8に照射される熱中性子の量が減少する。このため、中性子減速材14の材質にもよるが、中性子源12と原子燃料8との距離は、2ないし5cmが望ましい。
The neutron source guide
さらに、中性子は中性子減速材14の内部では各方向に散乱されるが、原子燃料8の周囲が空気であると、照射装置10の外に漏れる確率が高くなる。このため、照射対象である燃料集合体の周囲に中性子減速材14を配置することにより、熱中性子が外周部からも散乱、反射するため、照射する効率が高くなる。また、照射装置10の周囲での中性子の被曝を防止するために、照射架台11の周囲に遮蔽材(図示せず)を配置してもよい。
Furthermore, neutrons are scattered in each direction inside the
照射装置10に検査対象の原子燃料8を配置することによって、中性子を照射する。237Npの中性子捕獲断面積は、中性子エネルギーが0.5eV付近に大きな共鳴ピークを有している。このため、原子燃料8に含まれる237Npの一部は、中性子減速材14によって減速された中性子を捕獲して238Npとなる。中性子減速材14には、ポリエチレン、水、パラフィン、グラファイトなどを用いることができる。中性子源12としては252Cfなどを用いることができる。
By placing the
一般的に、核分裂性物質としてプルトニウムを含まないウラン燃料は気中で取り扱われており、本発明に係るNp含有検査測定も気中で行うことができる。一方、核分裂性物質としてプルトニウムを含むプルトニウム燃料を扱う場合は、放射線被曝防護の観点から、原子燃料8を水中で扱う場合がある。原子燃料8を水中で取り扱う場合には、中性子検出器1および照射装置10を水中に配置する。図4は、このような場合の照射装置10を示したものである。
In general, uranium fuel that does not contain plutonium as a fissile material is handled in the air, and the Np-containing inspection measurement according to the present invention can also be performed in the air. On the other hand, when handling a plutonium fuel containing plutonium as a fissile material, the
図4は、水中で原子燃料に中性子を照射する照射装置を示す図であって、(a)は平面図、(b)は(a)のB−B矢視縦断面図である。 4A and 4B are diagrams showing an irradiation apparatus that irradiates nuclear fuel with neutrons in water, where FIG. 4A is a plan view, and FIG. 4B is a vertical cross-sectional view taken along line BB in FIG.
水中で原子燃料8に中性子を照射する場合には、照射装置10全体を水中に沈める。気中で原子燃料8に中性子を照射する場合には、中性子源12の近傍に中性子減速材14を配置していた(図3)が、水中で原子燃料8に中性子を照射する場合には、水15が中性子を減速するため、別途中性子減速材14を照射装置10に配置する必要はない。
When irradiating the
このような照射装置10に、燃料集合体8を挿入設置して所定時間照射した後に順次取り出してガンマ線スペクトル測定を行うことで、中性子照射を効率的に実施することができる。
By inserting and installing the
工程S14での中性子照射後に、原子燃料8から放出されるガンマ線のスペクトルを、再度、ガンマ線検出器1により測定する(工程S15)。
After the neutron irradiation in step S14, the spectrum of gamma rays emitted from the
判定装置6は、測定したガンマ線のうち、238Npが放出する984keVおよび1029keVのガンマ線の計数率の和をC238とする(工程S16)。なお、984keVおよび1029keVのどちらか一方の計数率をC238としてもよい。なお、C238は、238Npが放出するガンマ線であればどのようなエネルギーのガンマ線の計数率であってもよい。 The determination device 6 sets C238 as the sum of the count rates of 984 keV and 1029 keV gamma rays emitted by 238 Np among the measured gamma rays (step S16). Note that the counting rate of either 984 keV or 1029 keV may be C238. C238 may be a gamma ray counting rate of any energy as long as it is a gamma ray emitted by 238 Np.
次に、判定装置6は、C238と判定基準値とを比較する(工程S17)。C238が判定基準値以上であるときには、原子燃料8は所定量の237Npを含有するNp含有燃料であると判定し、C238が判定基準値未満であるときには、原子燃料8は所定量の237Npを含有しないNp非含有燃料であると判定する。判定基準値は、工程S14での中性子照射後に、検査対象の原子燃料8に所定量の237Npが含まれていると判定できる基準である。判定基準値についても、肯定基準値および否定基準値と同様に、予め、標準ガンマ線源による測定あるいは計算によって決定しておく。
Next, the determination device 6 compares C238 with the determination reference value (step S17). When C238 is equal to or greater than the determination reference value, it is determined that the
実施形態1では、工程S13においてC237を否定基準値とも比較して、原子燃料8に中性子を照射せずに、原子燃料8が237Npを含まないことが判定できるようにしている。しかし、工程S17においても、237Npを含まないことは判定できるため、工程S13では肯定基準値との比較だけでもよい。
In the first embodiment, by comparing the C237 in step S1 3 with negative reference value, without irradiating neutrons
図5は、非特許文献1に示された、237Npに中性子を照射して生じた238Npなどから放出されるガンマ線を測定したガンマ線スペクトルである。横軸はガンマ線のエネルギーに対応したチャンネルであり、縦軸はそれぞれのチャンネルにおけるガンマ線の所定の時間での計数である。図5に示されるとおり、238Npは多数のエネルギーレベルのガンマ線を放出するが、そのうち984keVと1029keVのガンマ線の放出率が高い。したがって、984keVおよび1029keVのガンマ線の一方の計数率または両方の計数率の和をC238とすると、C238の測定精度を高くなる。
FIG. 5 shows a gamma ray spectrum obtained by measuring gamma rays emitted from 238 Np and the like generated by irradiating 237 Np with neutrons, as shown in
このように、実施形態1のNp含有検査測定によって、製造後の原子燃料に所定量の237Npが含有しているか否かを判定することができる。 As described above, it is possible to determine whether or not a predetermined amount of 237Np is contained in the manufactured nuclear fuel by the Np content inspection measurement of the first embodiment.
[実施形態2]
図6は、本発明の実施形態2のNp含有検査の流れ図である。
[Embodiment 2]
FIG. 6 is a flowchart of the Np content inspection according to the second embodiment of the present invention.
実施形態2は、原子燃料8に含まれる235Uや238Uなどが放出するガンマ線を基準として選定し、これらと237Npおよび237Npの娘核種である233Paの放出するガンマ線の計数率との比率を測定する方法である。実施形態1のNp含有検査における工程S12、工程S13、工程S16および工程S17を、実施形態2ではそれぞれ工程S22、工程S23、工程S26および工程S27に置き換えている。また、この置き換えに対応して実施形態1の判定装置6の動作を変更している。
In the second embodiment, gamma rays emitted from 235 U, 238 U, and the like contained in the
工程S22において、判定装置6は、237Npの娘核種である233Paの放出する312keVガンマ線の計数率をAとし、235Uが放出する186keVガンマ線の計数率をBとし、これらの比率、すなわちA/BをR237とする。なお、Aとしては、237Npまたはその娘核種である233Paから放出されるガンマ線であればどのようなエネルギーのガンマ線の計数率であってもよく、Bとしては、原子燃料8に含まれる237Np以外の物質から放出されるガンマ線であればどのようなエネルギーのガンマ線の計数率であってもよい。たとえば、Bとして、238Uの娘核種234Paが放出する1001keVガンマ線の計数率を用いてもよい。
In step S22, the determination device 6 sets A as the count rate of 312 keV gamma rays emitted from 233 Pa, which is the daughter nuclide of 237 Np, and B as the count rate of 186 keV gamma rays emitted from 235 U, that is, A / B is R237. Note that A may be a gamma ray counting rate of any energy as long as it is a gamma ray emitted from 237 Np or its daughter nuclide, 233 Pa, and B may be a 237 Np contained in the
判定装置6は、R237が肯定基準比率以上の場合には、原子燃料8には所定量の237Npが含まれていないと判定する。
The determination device 6 determines that the
R237が肯定基準比率未満であって、否定基準比率以上の場合には、実施形態1と同様に、照射装置10を用いて、検査対象の原子燃料8に中性子を照射する(工程S14)。
When R237 is less than the positive reference ratio and is equal to or greater than the negative reference ratio, neutrons are irradiated to the
工程S26において、判定装置6は、工程S12で測定したガンマ線のスペクトルから、238Npが放出する984keVガンマ線と1029keVガンマ線の計数率の和をCとし、238Uの娘核種234Paが放出する1001keVガンマ線の計数率をDとし、その比率、すなわち、C/DをR238する。なお、Cとしては238Npが放出するガンマ線であればどのようなエネルギーのガンマ線の計数率であってもよく、Dとしては、原子燃料8に含まれる237Npおよび238Np以外の物質から放出されるガンマ線であればどのようなエネルギーのガンマ線の計数率であってもよい。
In step S26, the determination device 6 determines that the sum of the count rates of 984 keV gamma rays and 1029 keV gamma rays emitted by 238 Np is C from the gamma ray spectrum measured in step S12, and 1001 keV gamma rays emitted by 238 U daughter nuclide 234 Pa. The count rate of D is D, and the ratio, that is, C / D is R238. Note that C may be a gamma ray counting rate of any energy as long as it is emitted by 238 Np, and D is emitted from substances other than 237 Np and 238 Np contained in
工程S27において、判定装置6は、工程S26で求めたR238を判定基準比率と比較し、R238が判定基準比率以上の場合には、原子燃料8には所定量の237Npが含まれている判定し、R238が判定基準比率未満の場合には、原子燃料8には所定量の237Npが含まれていないと判定する。
In step S27, the determination device 6 compares R238 obtained in step S26 with the determination reference ratio. If R238 is equal to or greater than the determination reference ratio, the determination is made that the
なお、肯定基準比率、否定基準比率および判定基準比率は、実施形態1の肯定基準値、否定基準値および判定基準値と同様の方法で算出することができる。 The affirmative reference ratio, negative reference ratio, and determination reference ratio can be calculated in the same manner as the positive reference value, negative reference value, and determination reference value of the first embodiment.
図7は、238Uと235Uからなる原子燃料(ウラン燃料)から放出されるガンマ線スペクトルを、中性子未照射の状態で測定した例である。ウラン燃料では、238Uと235Uが組成の多くを占めており、図7から、235Uの186keVガンマ線と238Uの娘核種である234Paの1001keVガンマ線は精度よく測定することができることが分る。また、235Uの186keVガンマ線は312keVガンマ線に比較的エネルギーが近く比較しやすいという利点をもつ。238Uの娘核種である234Paの1001keVガンマ線は312keVガンマ線とはやや離れているが、238Uはウラン燃料の母材であり量の基準とするには適している。238Npの984keVガンマ線と1029keVガンマ線との比較では、それらの中間に1001keVガンマ線のピークが観測される。 FIG. 7 shows an example in which a gamma ray spectrum emitted from a nuclear fuel (uranium fuel) composed of 238 U and 235 U is measured in a state where neutrons are not irradiated. In uranium fuel, 238 U and 235 U occupy most of the composition, and from Fig. 7, it can be seen that 186 U gamma rays of 235 U and 1001 keV gamma rays of 234 Pa which is a daughter nuclide of 238 U can be measured with high accuracy. The In addition, the 235 U 186 keV gamma ray has the advantage that it is relatively close in energy to the 312 keV gamma ray and can be easily compared. The 238 U daughter nuclide, 234 Pa, 1001 keV gamma ray is slightly different from the 312 keV gamma ray, but 238 U is a base material for uranium fuel and is suitable for the standard of quantity. In the comparison of 238 Np 984 keV gamma rays and 1029 keV gamma rays, a peak of 1001 keV gamma rays is observed between them.
Ge半導体検出器のエネルギー分解能は1.33MeVガンマ線に対して半値幅2keV程度のものが使用できるので、984keV、1001keVおよび1029keVのガンマ線のピークを弁別して測定することは容易に実現できる。 Since the Ge semiconductor detector has an energy resolution of about 1.3 keV for a 1.33 MeV gamma ray, it is easy to discriminate and measure the peaks of 984 keV, 1001 keV and 1029 keV gamma rays.
プルトニウムを核分裂物質として混入したプルトニウム燃料については、R237として、233Paの312keVガンマ線の計数率と239Puの375keVガンマ線の計数率との比率を用いてもよい。239Puは多数のエネルギーのガンマ線を放出し、エネルギーが100keV以上で放出率の大きなものとしては129keV、375keVおよび414keVがある。プルトニウム燃料では核分裂物質である239Puの濃度が高いので、上記の129keV、375keV、414keVガンマ線が233Paの312keVガンマ線との比をとる基準のガンマ線として利用することができる。なかでも312keVとエネルギーが近く、放出率の大きな375keVガンマ線が最も適している。 For plutonium fuel mixed with plutonium as a fission material, a ratio between the count rate of 312 keV gamma ray of 233 Pa and the count rate of 375 keV gamma ray of 239 Pu may be used as R237. 239 Pu emits a large number of energy gamma rays, and those having a large emission rate when the energy is 100 keV or higher include 129 keV, 375 keV, and 414 keV. Since the concentration of 239 Pu which is a fission material is high in plutonium fuel, the above-mentioned 129 keV, 375 keV, and 414 keV gamma rays can be used as a reference gamma ray that takes a ratio of 233 Pa to 312 keV gamma rays. Among them, 375 keV gamma rays having an energy close to 312 keV and a large emission rate are most suitable.
また、R238を求めるときには、Dとして、239Puの375keVガンマ線の計数率を用いてもよい。プルトニウム燃料では利用形態として、酸化ウランと酸化プルトニウムを混合した混合酸化物燃料(MOX燃料)が考えられ、このときには、238Uが多く含まれるため1001keVガンマ線を基準のガンマ線として利用することができる。ウランを含まない岩石燃料などの形態をとる場合には、239Puの375keVガンマ線を基準のガンマ線として用いることができる。 Further, when R238 is obtained, a count rate of 239 Pu 375 keV gamma rays may be used as D. A mixed oxide fuel (MOX fuel) in which uranium oxide and plutonium oxide are mixed can be considered as a usage form of plutonium fuel. At this time, since 238 U is contained in a large amount, 1001 keV gamma rays can be used as a reference gamma ray. When taking the form of rock fuel or the like not containing uranium, 239 Pu of 375 keV gamma rays can be used as the reference gamma rays.
実施形態1のC237やC238のように、ガンマ線計数率の絶対値を測定し、基準値と比較するためには、ガンマ線計数率と検出器および測定体系に固有の測定感度との関係が把握されることが基準値を決めるために重要である。すなわち、原子燃料8に237Npが有意に含有していると判定できるガンマ線計数率は、検出器の感度や測定体系に依存する。したがってC237やC238に関する基準値は標準線源を用いた測定や計算等によって決めることができるが、検出器感度や測定体系に応じて決める必要がある。
As in C237 and C238 of the first embodiment, in order to measure the absolute value of the gamma ray count rate and compare it with the reference value, the relationship between the gamma ray count rate and the measurement sensitivity inherent to the detector and the measurement system is grasped. It is important to determine the reference value. That is, the gamma ray count rate at which it can be determined that 237 Np is significantly contained in the
これに対し、実施形態2のように、比率を測定する方法では、測定体系の依存性が小さくなるという長所をもつ。すなわち、比をとるふたつのガンマ線のエネルギーと使用する検出器が決められたとき、検出器感度の比は固定される。また、測定体系による測定効率の比も、絶対値を測定する場合に比べて体系依存性が小さくなる。比を測定することにより、測定体系において、測定対象と検出器との距離などの位置関係や測定対象物の量などが変動することによる測定値の不確かさを低減することができる。 On the other hand, the method of measuring the ratio as in the second embodiment has an advantage that the dependency of the measurement system is reduced. That is, when the detector to be used is determined based on the energy of the two gamma rays taking the ratio, the ratio of the detector sensitivity is fixed. Also, the measurement efficiency ratio of the measurement system is less dependent on the system than when measuring the absolute value. By measuring the ratio, it is possible to reduce the uncertainty of the measurement value due to fluctuations in the positional relationship such as the distance between the measurement target and the detector, the amount of the measurement target, and the like in the measurement system.
[実施形態3]
図8は、本発明に係る実施形態3のNp含有検査の流れ図である。
[Embodiment 3]
FIG. 8 is a flowchart of Np content inspection according to the third embodiment of the present invention.
実施形態3は、プルトニウム燃料についてNp含有検査を行うとき、ガンマ線スペクトル測定で得られる233Paの312keVガンマ線ピークに239Puの312keVガンマ線が妨害ピークとして混じっていることに対する対策を施したものである。実施形態2のNp含有検査における工程S22を、実施形態3では工程S32に置き換えている。また、この置き換えに対応して実施形態2の判定装置6の動作を変更している。 In the third embodiment, when the Np content inspection is performed on the plutonium fuel, measures are taken against the fact that the 233 Pa 312 keV gamma ray peak obtained by the gamma ray spectrum measurement is mixed with the 239 Pu 312 keV gamma ray as an interference peak. The step S22 in the Np content inspection in the second embodiment is replaced with the step S32 in the third embodiment. Further, the operation of the determination device 6 of the second embodiment is changed corresponding to this replacement.
工程S32において、判定装置6は、312keVのガンマ線の計数率をA、375keVのガンマ線の計数率をBとし、(A−αB)/BをR237としている。ここで、αは定数で、0.02(2%)としている。 In step S32, the determination device 6 sets the count rate of 312 keV gamma rays to A, the count rate of gamma rays of 375 keV to B, and (A−αB) / B to R237. Here, α is a constant and is 0.02 (2%).
239Puは312keVのガンマ線を放出し、その放出割合は1崩壊あたり2.58×10−5%である。また、239Puは375keVのガンマ線を放出し、その放出割合は1崩壊あたり1.55×10−3%である。つまり、239Puが放出する312keVのガンマ線は、239Puが放出する375keVのガンマ線の1.7%にあたる。233Paの312keVガンマ線の計数率が比較的小さい場合には、239Puの312keVの妨害が測定値に影響を及ぼす場合も考えられる。 239 Pu emits 312 keV gamma rays with a release rate of 2.58 × 10 −5 % per decay. 239 Pu emits 375 keV gamma rays, and the emission rate is 1.55 × 10 −3 % per decay. That is, gamma rays 312keV to 239 Pu is released, equivalent to 1.7% of gamma rays 375keV to 239 Pu is released. If the count rate of 233 Pa 312 keV gamma rays is relatively small, the 239 Pu 312 keV disturbance may affect the measured value.
239Puから放出される312keVのガンマ線の計数率は、375keVのガンマ線の計数率および上述の放出割合の比率から推定することができる。放出率の比率からガンマ線の計数率の比率への換算の際には、若干のエネルギー依存性の補正は必要である。しかし、ここではエネルギーが近いので、その依存性は小さいものと仮定し、312keVガンマ線の計数率は375keVガンマ線の概ね2%であるとすることができる。この比率をαとして375keVガンマ線の計数率に乗じ、これを312keVのガンマ線ピークの計数率から差し引くことにより233Paが放出した312keVガンマ線の計数率を、より正確に求めることができる。 The count rate of 312 keV gamma rays emitted from 239 Pu can be estimated from the count rate of 375 keV gamma rays and the ratio of the emission rate described above. When converting from the ratio of the emission rate to the ratio of the gamma ray count rate, some correction of energy dependence is necessary. However, since the energy is close here, it is assumed that the dependence is small, and the count rate of 312 keV gamma rays can be assumed to be approximately 2% of 375 keV gamma rays. By multiplying this ratio by α and the count rate of 375 keV gamma rays and subtracting this from the count rate of gamma ray peaks of 312 keV, the count rate of 312 keV gamma rays emitted by 233 Pa can be obtained more accurately.
このように、実施形態3では、MOX燃料のように原子燃料中に239Puが含まれていて、237Npが放出するガンマ線の計数率の測定に、239Puが放出するガンマ線の影響が無視できない場合に、その影響を小さくして、Np含有検査の検査精度を高めることができる。 Thus, in the third embodiment, 239 Pu is contained in nuclear fuel like MOX fuel, and the influence of gamma rays emitted by 239 Pu cannot be ignored in the measurement of the count rate of gamma rays emitted by 237 Np. In this case, the influence can be reduced and the inspection accuracy of the Np-containing inspection can be increased.
なお、以上の説明は単なる例示であり、本発明は上述の各実施形態に限定されず、様々な形態で実施することができる。たとえば、ガンマ線の測定を燃料棒に組み立てる前のペレットの状態で行ってもよい。燃料中のウランの濃縮度などを測定する際に、ガンマ線検出器などを共用して、同時にNp含有検査を行ってもよい。 The above description is merely an example, and the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be implemented in various forms. For example, the measurement of gamma rays may be performed in a pellet state before assembling the fuel rod. When measuring the enrichment of uranium in the fuel, a gamma ray detector or the like may be shared and an Np content inspection may be performed at the same time.
また、ガンマ線の計数率や計数率の比を基準と比較する際の判断において、基準と等しい場合の動作は、基準より大きい場合および基準より小さい場合のどちらと同じであってもよい。つまり、基準との比較における「以上」、「以下」、「より大きい」、「より小さい」は、それぞれ「より大きい」、「より小さい」、「以上」、「以下」と置き換えてもよい。 Further, in the determination when comparing the count rate of gamma rays and the ratio of the count rate with the reference, the operation when it is equal to the reference may be the same as when it is larger than the reference or smaller than the reference. That is, “more than”, “less than”, “greater than”, and “less than” in the comparison with the reference may be replaced with “greater than”, “less than”, “more than”, and “less than”, respectively.
1…ガンマ線検出器、6…判定装置、7…ケーブル、8…原子燃料、9…ガンマ線、10…照射装置、11…照射架台、12…中性子源、13…中性子源案内管、14…中性子減速材、15…水
DESCRIPTION OF
Claims (15)
前記原子燃料から放出されるガンマ線のうち237Npの娘核種である 233Paから放出されるガンマ線の計数率を測定するガンマ線測定第一工程と、
前記ガンマ線測定第一工程で測定した計数率が前記原子燃料は 237 Npを所定量含有していると判断できる所定の肯定基準値より大きい場合に、前記原子燃料は237Npを所定量含有していると判定する比較第一工程と、
前記比較第一工程で前記原子燃料は237Npを所定量含有していると判定をしなかった場合に、前記原子燃料に中性子を照射する照射工程と、
前記照射工程の後に、前記原子燃料から放射されるガンマ線のうち、238Npから放出されるガンマ線の計数率を測定するガンマ線測定第二工程と、
前記ガンマ線測定第二工程で測定した計数率が前記原子燃料は 237 Npを所定量含有していると判断できる所定の判定基準値より大きい場合に、前記原子燃料は237Npを所定量含有していると判定し、その計数率が前記判定基準値より小さい場合に前記原子燃料は237Npを所定量含有していないと判定する比較第二工程と、
を有することを特徴とするNp含有検査方法。 In an Np content inspection method for inspecting whether a solid nuclear fuel contains a predetermined amount of 237 Np before the nuclear fuel is used in a nuclear reactor ,
A gamma ray measurement first step of measuring a counting rate of gamma rays emitted from 233 Pa which is a daughter nuclide of 237 Np among the gamma rays emitted from the nuclear fuel;
The nuclear fuel contains a predetermined amount of 237 Np when the counting rate measured in the first step of gamma ray measurement is larger than a predetermined positive reference value at which it can be determined that the nuclear fuel contains a predetermined amount of 237 Np. A first comparison process for determining that
When said nuclear fuel in comparison the first step did not determination of containing a predetermined amount of 237 Np, and irradiation process of irradiating neutrons to the nuclear fuel,
A second step of gamma ray measurement for measuring a counting rate of gamma rays emitted from 238 Np among the gamma rays emitted from the nuclear fuel after the irradiation step;
The nuclear fuel contains a predetermined amount of 237 Np when the counting rate measured in the second step of gamma ray measurement is larger than a predetermined criterion value at which the nuclear fuel can be determined to contain a predetermined amount of 237 Np. A second comparison step for determining that the nuclear fuel does not contain a predetermined amount of 237 Np when the counting rate is smaller than the determination reference value;
The Np content inspection method characterized by having.
前記原子燃料から放出されるガンマ線のうち237Npの娘核種である 233Paから放出されるガンマ線の計数率を測定するガンマ線測定第一工程と、
前記原子燃料から放出されるガンマ線のうち237Npの娘核種である 233Paから放出されるガンマ線以外のガンマ線の計数率を測定する基準ガンマ線測定第一工程と、
前記ガンマ線測定第一工程で測定した計数率の基準ガンマ線測定第一工程で測定した計数率に対する比が前記原子燃料は 237 Npを所定量含有していると判断できる所定の肯定基準比率より大きい場合に、前記原子燃料は237Npを所定量含有していると判定する比較第一工程と、
前記比較第一工程で前記原子燃料は237Npを所定量含有していると判定をしなかった場合に、前記原子燃料に中性子を照射する照射工程と、
前記照射工程の後に、前記原子燃料から放射されるガンマ線のうち、238Npから放出されるガンマ線の計数率を測定するガンマ線測定第二工程と、
前記照射工程の後に、前記原子燃料から放出されるガンマ線のうち237Npの娘核種である 233Pa並びに238Npから放出されるガンマ線以外のガンマ線の計数率を測定する基準ガンマ線測定第二工程と、
前記ガンマ線測定第二工程で測定した計数率の前記基準ガンマ線測定第二工程で測定した計数率に対する比が前記原子燃料は 237 Npを所定量含有していると判断できる所定の判定基準比率より大きい場合に前記原子燃料は237Npを所定量含有していると判定し、前記ガンマ線測定第二工程で測定した計数率の前記基準ガンマ線測定第二工程で測定した計数率に対する比が前記判定基準比率より小さい場合に前記原子燃料は237Npを所定量含有していないと判定する比較第二工程と、
を有することを特徴とするNp含有検査方法。 In an Np content inspection method for inspecting whether a solid nuclear fuel contains a predetermined amount of 237 Np before the nuclear fuel is used in a nuclear reactor ,
A gamma ray measurement first step of measuring a counting rate of gamma rays emitted from 233 Pa which is a daughter nuclide of 237 Np among the gamma rays emitted from the nuclear fuel;
A reference gamma ray measurement first step of measuring a counting rate of gamma rays other than gamma rays emitted from 233 Pa which is a daughter nuclide of 237 Np among the gamma rays emitted from the nuclear fuel;
When the ratio of the count rate measured in the first step of gamma ray measurement to the count rate measured in the first step of gamma ray measurement is greater than a predetermined positive reference ratio at which it can be determined that the nuclear fuel contains a predetermined amount of 237 Np And a first comparison step for determining that the nuclear fuel contains a predetermined amount of 237 Np,
When said nuclear fuel in comparison the first step did not determination of containing a predetermined amount of 237 Np, and irradiation process of irradiating neutrons to the nuclear fuel,
A second step of gamma ray measurement for measuring a counting rate of gamma rays emitted from 238 Np among the gamma rays emitted from the nuclear fuel after the irradiation step;
A reference gamma ray measurement second step of measuring a counting rate of gamma rays other than gamma rays emitted from 233 Pa and 238 Np, which are daughter nuclides of 237 Np, among the gamma rays emitted from the nuclear fuel after the irradiation step;
Greater than a predetermined determination reference ratio can be determined that the ratio count rate measured by the reference gamma ray measurement second step count rate measured by the gamma ray measuring second step the nuclear fuel contains a predetermined amount of 237 Np when the nuclear fuel is determined to contain a predetermined amount of 237 Np in the gamma ray measuring second step count rate measured by the reference ratio gamma count rate measured by the measuring second step the determination reference ratio A second comparison step for determining that the nuclear fuel does not contain a predetermined amount of 237 Np when smaller than
The Np content inspection method characterized by having.
ガンマ線検出器と、
中性子を照射されていない前記原子燃料から放出され、前記ガンマ線検出器によって検出されるガンマ線のうち237Npの娘核種である 233Paから放出されるガンマ線の計数率が前記原子燃料は 237 Npを所定量含有していると判断できる所定の肯定基準値より大きい場合に前記原子燃料は237Npを所定量含有していると判定し、中性子を照射された前記原子燃料から放出され、前記ガンマ線検出器によって検出されるガンマ線のうち238Npから放出されるガンマ線の計数率が前記原子燃料は 237 Npを所定量含有していると判断できる所定の判定基準値より大きい場合に前記原子燃料は237Npを所定量含有していると判定し、中性子を照射された前記原子燃料から放出され、前記ガンマ線検出器によって検出されるガンマ線のうち238Npから放出されるガンマ線の計数率が前記判定基準値より小さい場合に前記原子燃料は237Npを所定量含有していないと判定する判定装置と、
前記ガンマ線検出器からの出力される信号を前記判定装置に伝達する伝達手段と、
を有することを特徴とするNp含有検査装置。 In an Np content inspection apparatus for inspecting whether or not a solid nuclear fuel contains a predetermined amount of 237 Np before the nuclear fuel is used in a nuclear reactor ,
A gamma ray detector;
Is released from the nuclear fuel that has not been irradiated with neutrons, the nuclear fuel is the count rate of gamma rays emitted from 233 Pa, the daughter nuclide of 237 Np of the gamma rays detected by the gamma ray detectors own the 237 Np The nuclear fuel is determined to contain a predetermined amount of 237 Np when it is larger than a predetermined positive reference value that can be determined to contain a fixed amount, and is discharged from the nuclear fuel irradiated with neutrons, and the gamma ray detector When the counting rate of gamma rays emitted from 238 Np among the gamma rays detected by is greater than a predetermined criterion value at which it can be determined that the nuclear fuel contains a predetermined amount of 237 Np, the nuclear fuel decreases to 237 Np. It is determined that it contains a predetermined amount, released from the nuclear fuel irradiated with neutrons, and detected by the gamma ray detector. A determination device that determines that the nuclear fuel does not contain a predetermined amount of 237 Np when the count rate of gamma rays emitted from 238 Np is less than the determination reference value,
A transmission means for transmitting a signal output from the gamma ray detector to the determination device;
An Np-containing inspection device characterized by comprising:
ガンマ線検出器と、
中性子を照射されていない前記原子燃料から放出され、前記ガンマ線検出器によって検出されるガンマ線のうち237Npの娘核種である 233Paから放出されるガンマ線の計数率の前記原子燃料から放出されるガンマ線のうち237Npの娘核種である 233Paから放出されるガンマ線以外のガンマ線の計数率に対する比が前記原子燃料は 237 Npを所定量含有していると判断できる所定の肯定基準比率より大きい場合に前記原子燃料は237Npを所定量含有していると判定し、中性子を照射された前記原子燃料から放出され、前記ガンマ線検出器によって検出されるガンマ線のうち238Npから放出されるガンマ線の計数率の、中性子を照射された前記原子燃料から放出され、前記原子燃料から放出されるガンマ線のうち237Npの娘核種である 233Pa並びに238Npから放出されるガンマ線以外のガンマ線の計数率に対する比が前記原子燃料は 237 Npを所定量含有していると判断できる所定の判定基準比率より大きい場合に前記原子燃料は237Npを所定量含有していると判定し、中性子を照射された前記原子燃料から放出され、前記ガンマ線検出器によって検出されるガンマ線のうち238Npから放出されるガンマ線の計数率の、中性子を照射された前記原子燃料から放出され、前記原子燃料から放出されるガンマ線のうち237Npの娘核種である 233Pa並びに238Npから放出されるガンマ線以外のガンマ線の計数率に対する比が前記判定基準比率より小さい場合に前記原子燃料は237Npを所定量含有していないと判定する判定装置と、
前記ガンマ線検出器からの出力される信号を前記判定装置に伝達する伝達手段と、
を有することを特徴とするNp含有検査装置。 In an Np content inspection apparatus for inspecting whether or not a solid nuclear fuel contains a predetermined amount of 237 Np before the nuclear fuel is used in a nuclear reactor ,
A gamma ray detector;
Gamma rays emitted from the nuclear fuel having a count rate of gamma rays emitted from 233 Pa which is a daughter nuclide of 237 Np among gamma rays detected by the gamma ray detector and emitted from the nuclear fuel not irradiated with neutrons Of the 237 Np daughter nuclides, and the ratio to the count rate of gamma rays other than gamma rays emitted from 233 Pa is greater than a predetermined positive reference ratio at which the nuclear fuel can be determined to contain a predetermined amount of 237 Np. It is determined that the nuclear fuel contains a predetermined amount of 237 Np, and the counting rate of gamma rays emitted from 238 Np out of the gamma rays emitted from the nuclear fuel irradiated with neutrons and detected by the gamma ray detector Of the gamma rays emitted from the nuclear fuel irradiated with neutrons and emitted from the nuclear fuel When the ratio of the 237 Np daughter nuclides 233 Pa and 238 Np to the count rate of gamma rays other than gamma rays is larger than a predetermined criterion ratio at which it can be determined that the nuclear fuel contains a predetermined amount of 237 Np It is determined that the nuclear fuel contains a predetermined amount of 237 Np, and the number of gamma rays emitted from 238 Np among the gamma rays emitted from the nuclear fuel irradiated with neutrons and detected by the gamma ray detector is counted. Ratio of the gamma rays emitted from the nuclear fuel irradiated with neutrons to the count rate of gamma rays other than gamma rays emitted from 233 Pa and 238 Np which are 237 Np daughter nuclides out of the nuclear fuel determine if There the nuclear fuel when the criterion ratio smaller than not contains a predetermined amount of 237 Np A determination device to determine,
A transmission means for transmitting a signal output from the gamma ray detector to the determination device;
An Np-containing inspection device characterized by comprising:
を有することを特徴とする請求項13または請求項14記載のNp含有検査装置。 A space for disposing a neutron source, a space for disposing the nuclear fuel, and an irradiation stand including a space for disposing a neutron moderator between the space for disposing the neutron source and the space for disposing the nuclear fuel,
15. The Np-containing inspection apparatus according to claim 13 or 14, characterized by comprising:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2005277515A JP4723966B2 (en) | 2005-09-26 | 2005-09-26 | Np content inspection method and Np content inspection device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2005277515A JP4723966B2 (en) | 2005-09-26 | 2005-09-26 | Np content inspection method and Np content inspection device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2007085982A JP2007085982A (en) | 2007-04-05 |
| JP4723966B2 true JP4723966B2 (en) | 2011-07-13 |
Family
ID=37973093
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2005277515A Expired - Fee Related JP4723966B2 (en) | 2005-09-26 | 2005-09-26 | Np content inspection method and Np content inspection device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4723966B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113851237B (en) * | 2021-08-10 | 2024-01-19 | 中国核电工程有限公司 | Nuclear fuel rod PuO 2 Abundance online detection method and system |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4327522B2 (en) * | 2003-07-28 | 2009-09-09 | 株式会社東芝 | Nondestructive measurement method of plutonium 238 in fuel material |
-
2005
- 2005-09-26 JP JP2005277515A patent/JP4723966B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2007085982A (en) | 2007-04-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11742101B2 (en) | System and method for stand-off monitoring of nuclear reactors using neutron detection | |
| Durham et al. | Verification of spent nuclear fuel in sealed dry storage casks via measurements of cosmic-ray muon scattering | |
| Craft et al. | Neutron radiography of irradiated nuclear fuel at Idaho National Laboratory | |
| JP5546174B2 (en) | Radioactivity concentration evaluation method and evaluation program for radioactive waste, and radioactivity concentration evaluation apparatus | |
| US4617169A (en) | Measurement of radionuclides in waste packages | |
| JP5752467B2 (en) | Reactor fuel non-destructive burnup evaluation method and apparatus | |
| Kaplan-Trahan et al. | Spent Fuel Measurements | |
| JP2008139094A (en) | Radioactivity measurement method and apparatus | |
| JP2526392B2 (en) | Nondestructive inspection system for fuel rods for nuclear reactors | |
| JP4723966B2 (en) | Np content inspection method and Np content inspection device | |
| US20180137945A1 (en) | Systems and methods for assaying nuclear fuel | |
| US4881247A (en) | Measuring nuclear fuel burnup | |
| Hsue | Methods for the non-destructive assay of irradiated nuclear fuels for safeguards | |
| Lafleur | Development of self-interrogation neutron resonance densitometry (SINRD) to measure the fissile content in nuclear fuel | |
| Chichester et al. | Neutron resonance transmission analysis (NRTA): initial studies of a method for assaying plutonium in spent fuel | |
| Klein et al. | Neutron resonance transmission analysis (NRTA) for nuclear fuel characterization using a portable dt neutron generator | |
| RU2527489C2 (en) | Neutron-activation method of monitoring burning of spent fuel assemblies of thermal neutron reactors and apparatus therefor | |
| Lehmann et al. | The investigation of highly activated samples by neutron radiography at the spallation source SINQ | |
| Bushuev et al. | Non-destructive assay of nuclide composition in spent fuel assemblies from a research reactor by repeat irradiation and gamma-spectrometric measurement | |
| Newton Nathaniel et al. | Non-destructive assay technique for the determination of 238 U/232 Th ratio in the mixed oxides of uranium and thorium using prompt gamma-ray neutron activation | |
| Nauchi et al. | Study on identification of materials in fuel debris and waste by neutron induced gamma ray spectroscopy | |
| Walton et al. | Nondestructive Assay | |
| JP3830644B2 (en) | Fuel assembly verification method and verification system | |
| Monterroso Urrutia | Determination of burnup of nuclear fuel | |
| Kim et al. | Investigation of fast and cost-effective partial defect detector for spent fuel transfer verification to enhance nuclear safeguards |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20071210 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20091225 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100216 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100419 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20110315 |
|
| 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: 20110408 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140415 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140415 Year of fee payment: 3 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |