JPH0222356B2 - - Google Patents
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- JPH0222356B2 JPH0222356B2 JP14398281A JP14398281A JPH0222356B2 JP H0222356 B2 JPH0222356 B2 JP H0222356B2 JP 14398281 A JP14398281 A JP 14398281A JP 14398281 A JP14398281 A JP 14398281A JP H0222356 B2 JPH0222356 B2 JP H0222356B2
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- Japan
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- neutron
- piping
- multiplication
- shield
- nuclear fuel
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- 238000012958 reprocessing Methods 0.000 claims description 14
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 11
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- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 3
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Classifications
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- 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
-
- 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
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
Landscapes
- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は核燃料再処理系（以下再処理系）の未
臨界性監視法および装置に係る。
臨界性監視法および装置に係る。
使用済燃料中には、核分裂性核種であるＵ−
235，Pu−239等や自発中性子を放出する核種で
あるCm−242，Cm−244，Pu−238、Pu−240が
混在し、さらに強いガンマ線を放出する核分裂生
成核種が混在する。再処理系で使用済燃料は、硝
酸に溶解され液化され処理液とされるが、この液
中には前記各核種と共に減速材となる水素が含ま
れている。自発中性子はＵ−235，Pu−239等に
吸収された核分裂を誘発する。すなわち、処理液
は中性子増倍体系となつている。したがつて、
Pu−239やＵ−235の濃度が高い場合とか、配管
や処理槽が大きい場合には、それらの内部の処理
液を未臨界に保持することが安全上きわめて重要
である。
235，Pu−239等や自発中性子を放出する核種で
あるCm−242，Cm−244，Pu−238、Pu−240が
混在し、さらに強いガンマ線を放出する核分裂生
成核種が混在する。再処理系で使用済燃料は、硝
酸に溶解され液化され処理液とされるが、この液
中には前記各核種と共に減速材となる水素が含ま
れている。自発中性子はＵ−235，Pu−239等に
吸収された核分裂を誘発する。すなわち、処理液
は中性子増倍体系となつている。したがつて、
Pu−239やＵ−235の濃度が高い場合とか、配管
や処理槽が大きい場合には、それらの内部の処理
液を未臨界に保持することが安全上きわめて重要
である。
ところで、使用済燃料再処理溶液の中には核分
裂生成物（FP）の他に、核分裂性核種Ｕ−235，
Pu−239，Pu−241および核分裂を殆ど起こさな
いPu−238，Pu−240等が含まれている。また、
極く微量ながらCm−242やCm−244等が含まれ
ている。これらはkeff値に顕著に影響を与えるも
の（Ｕ−235，Pu−239，Pu−241）と、keff値に
は殆ど影響がなく、自発中性子放出率の高いもの
（Cm−242，Cm−244，Pu−240，Pu−238）に
分類できる。
裂生成物（FP）の他に、核分裂性核種Ｕ−235，
Pu−239，Pu−241および核分裂を殆ど起こさな
いPu−238，Pu−240等が含まれている。また、
極く微量ながらCm−242やCm−244等が含まれ
ている。これらはkeff値に顕著に影響を与えるも
の（Ｕ−235，Pu−239，Pu−241）と、keff値に
は殆ど影響がなく、自発中性子放出率の高いもの
（Cm−242，Cm−244，Pu−240，Pu−238）に
分類できる。
再処理溶液系から放出される中性子を測定する
と、keffに依存する因子と自発中性子放出率の大
きさに比例する因子との積に比例した値が得られ
る。ところが、後者はkeffには事実上殆ど影響が
ないので、後者の効果を相殺しないと未臨界度を
正しく監視することはできない。例えば、keff値
が大きくてもCm−242，Cm−244，Pu−240，
Pu−238等の濃度が低いと、中性子計数率は比較
的小さくなり、一見安全のように見えても臨界に
近付いているおそれもあり得る。
と、keffに依存する因子と自発中性子放出率の大
きさに比例する因子との積に比例した値が得られ
る。ところが、後者はkeffには事実上殆ど影響が
ないので、後者の効果を相殺しないと未臨界度を
正しく監視することはできない。例えば、keff値
が大きくてもCm−242，Cm−244，Pu−240，
Pu−238等の濃度が低いと、中性子計数率は比較
的小さくなり、一見安全のように見えても臨界に
近付いているおそれもあり得る。
本発明は上記の事情に基きなされたもので、自
発中性子放出核種の濃度如何に拘らず、高精度で
未臨界性を監視し得る再処理系の未臨界性監視法
および装置を得ることを目的としている。
発中性子放出核種の濃度如何に拘らず、高精度で
未臨界性を監視し得る再処理系の未臨界性監視法
および装置を得ることを目的としている。
本発明においては、再処理系に必要な配管に対
し、中性子増倍率が特に小さくなるようにした流
路を並列または直列に設け、前記流路における中
性子計数率を用いて、前記配管の中性子計数率か
ら配管内を流れる処理中の自発中性子放出核種濃
度変化の効果を除去する如くして前記目的を達成
している。
し、中性子増倍率が特に小さくなるようにした流
路を並列または直列に設け、前記流路における中
性子計数率を用いて、前記配管の中性子計数率か
ら配管内を流れる処理中の自発中性子放出核種濃
度変化の効果を除去する如くして前記目的を達成
している。
以下、本発明の詳細を説明する。いま、同一組
成の処理液が中性子増倍効果がほぼ無視できる流
路（以下Ａ流路）と、無視できない流路（以下Ｂ
流路）とをそれぞれ流れているものとする。
成の処理液が中性子増倍効果がほぼ無視できる流
路（以下Ａ流路）と、無視できない流路（以下Ｂ
流路）とをそれぞれ流れているものとする。
Ａ流路、Ｂ流路で測定した中性子計数率をそれ
ぞれφ0，φとし、実効増倍率をそれぞれk0，ｋ
比例定数をそれぞれα0，αとすると、 φ0＝α0S0／１−k0 …(1) φ0＝αS／１−ｋ …(2) となる。なお、式(1)，(2)中S0，Ｓは単位体積当り
の中性子放出率である。而して、前記したように
同一組成の処理液が両流路を流れるのであるか
ら、Ｓ＝S0であり、 式(1)，(2)の比から ｋ＝１−（α／α0）（φ0／φ）（１−k0） …(3) が得られる。
ぞれφ0，φとし、実効増倍率をそれぞれk0，ｋ
比例定数をそれぞれα0，αとすると、 φ0＝α0S0／１−k0 …(1) φ0＝αS／１−ｋ …(2) となる。なお、式(1)，(2)中S0，Ｓは単位体積当り
の中性子放出率である。而して、前記したように
同一組成の処理液が両流路を流れるのであるか
ら、Ｓ＝S0であり、 式(1)，(2)の比から ｋ＝１−（α／α0）（φ0／φ）（１−k0） …(3) が得られる。
式(3)中のφ0，φは測定により求める。また、
Ａ流路の流路断面積を小さくしたり、流路中に中
性子吸収体を配置したりしてk0＜＜１となるよう
にし、種々の組成の処理液を用いて実験と解析を
行なうことによりα／α0を求める。前記の如くk0
＜＜１を実現すれば、式(3)は ｋ≒１−（α／α0）（φ／φ0） …(4) となり、上記の如くして求めたφ0，φ，α／α0
を式(4)に代入してｋを得ることができる。
Ａ流路の流路断面積を小さくしたり、流路中に中
性子吸収体を配置したりしてk0＜＜１となるよう
にし、種々の組成の処理液を用いて実験と解析を
行なうことによりα／α0を求める。前記の如くk0
＜＜１を実現すれば、式(3)は ｋ≒１−（α／α0）（φ／φ0） …(4) となり、上記の如くして求めたφ0，φ，α／α0
を式(4)に代入してｋを得ることができる。
次に、処理槽の増倍率kxも、
kx＝１−（αx／α）（φ／φx）（１−ｋ） …(5)
で与えられる式(5)中ｋは式(4)により与えられる。
また、φ，φxは測定により求め、αx／αは計算
により求められる。
また、φ，φxは測定により求め、αx／αは計算
により求められる。
本発明においては上記の如くして配管または処
理槽の未臨界度を監視する。
理槽の未臨界度を監視する。
以下、図面につき本発明の実施例を説明する。
第１図において、再処理系の配管１に並列に分
岐管２が設けてあり、この分岐管２にはＵ字状の
屈曲部２ａが設けてある。なお、Ｕ字状の屈曲部
２ａに両脚片は配管１とＵ字状の底部に相当する
分岐管の直状部との間に配置した中性子遮蔽体３
を貫通している。なお、配管１および前記直状部
には、それぞれガンマ線遮蔽体４，５で包囲した
中性子検出器６，７が対向されている。
岐管２が設けてあり、この分岐管２にはＵ字状の
屈曲部２ａが設けてある。なお、Ｕ字状の屈曲部
２ａに両脚片は配管１とＵ字状の底部に相当する
分岐管の直状部との間に配置した中性子遮蔽体３
を貫通している。なお、配管１および前記直状部
には、それぞれガンマ線遮蔽体４，５で包囲した
中性子検出器６，７が対向されている。
上記の構成において、分岐管２の流路断面積を
小とし配管１内を流れる処理液が分流した時の増
倍率が特に小さくなるようにしておけば、検出器
６，７の出力を用い、前記式(3)〜(4)につき説明し
たのと同様にして、配管１の増倍率ｋを求めるこ
とができ、処理液中の自発中性子放出核種の濃度
如何に拘らず、配管１の未臨界度を正確に監視、
評価することができる。
小とし配管１内を流れる処理液が分流した時の増
倍率が特に小さくなるようにしておけば、検出器
６，７の出力を用い、前記式(3)〜(4)につき説明し
たのと同様にして、配管１の増倍率ｋを求めるこ
とができ、処理液中の自発中性子放出核種の濃度
如何に拘らず、配管１の未臨界度を正確に監視、
評価することができる。
第２図は本発明の他の実施例を示す。この実施
例では分岐管２に代え、配管１内にB4Cなどの中
性子吸収材から成る中空円筒状の増倍抑制体８が
設置してある。また、検出器６は増倍抑制体８が
ない位置において、検出器７は増倍抑制体８があ
る位置においてそれぞれ配管１に対向されてい
る。なお、配管１には、増倍抑制体８の両端に対
向する位置にフランジ状の中性子遮蔽体９，１０
が取り付けられている。
例では分岐管２に代え、配管１内にB4Cなどの中
性子吸収材から成る中空円筒状の増倍抑制体８が
設置してある。また、検出器６は増倍抑制体８が
ない位置において、検出器７は増倍抑制体８があ
る位置においてそれぞれ配管１に対向されてい
る。なお、配管１には、増倍抑制体８の両端に対
向する位置にフランジ状の中性子遮蔽体９，１０
が取り付けられている。
この実施例にあつては、配管１の一部に増倍抑
制体８が設けてあるので、その部分の増倍率k0は
他の部分のそれより小となる。増倍抑制体８の大
きさ、肉厚、その組成等を適宜選定し、ｋ＜＜１
とすれば増倍抑制体８を配置した部分は、第１図
の実施例の分岐管２と同様に取扱うことができ、
前記実施例と同様にして配管１の未臨界性を監視
することができる。
制体８が設けてあるので、その部分の増倍率k0は
他の部分のそれより小となる。増倍抑制体８の大
きさ、肉厚、その組成等を適宜選定し、ｋ＜＜１
とすれば増倍抑制体８を配置した部分は、第１図
の実施例の分岐管２と同様に取扱うことができ、
前記実施例と同様にして配管１の未臨界性を監視
することができる。
第３図は本発明の第３の実施例を示す。この図
において、第１図の実施例における配管１は、そ
の一端において処理槽１１に開口しており、処理
槽１１にはガンマ線遮蔽体１２に包囲された中性
子検出器１３が対向されている。
において、第１図の実施例における配管１は、そ
の一端において処理槽１１に開口しており、処理
槽１１にはガンマ線遮蔽体１２に包囲された中性
子検出器１３が対向されている。
この実施例では、第１図に示した実施例により
求めた配管の増倍率ｋおよび検出器１３の出力を
用いて、前記の式(5)によつて、処理槽１１の増倍
率kxを求めることができ、処理槽１１の未臨界度
を正確に監視、評価することができる。
求めた配管の増倍率ｋおよび検出器１３の出力を
用いて、前記の式(5)によつて、処理槽１１の増倍
率kxを求めることができ、処理槽１１の未臨界度
を正確に監視、評価することができる。
第１図、第２図、第３図はそれぞれ本発明の第
１、第２、第３の実施例の模式図である。 １……配管、２……分岐管、３，９，１０……
中性子遮蔽体、４，６，１２……ガンマ線遮蔽
体、６，７，１３……中性子検出器、８……増倍
抑制体、１１……処理槽。
１、第２、第３の実施例の模式図である。 １……配管、２……分岐管、３，９，１０……
中性子遮蔽体、４，６，１２……ガンマ線遮蔽
体、６，７，１３……中性子検出器、８……増倍
抑制体、１１……処理槽。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 処理液が流れる核燃料再処理系配管から放出
される中性子束と、上記処理液と同じ組成の処理
液が流れ、中性子増倍率を特に小さくした流路か
ら放出される中性子束とを測定し、それらの中性
子束の比を求め、中性子計数率の自発中性子放出
核種の濃度依存性を除去したことを特徴とする核
燃料再処理系の未臨界性監視法。 ２ 核燃料再処理系配管に中性子増倍率が特に小
さくなるよう小径とした分岐管を設け、この分岐
管と上記配管との間には中性子遮蔽体を設け、上
記分岐管の側面で上記中性子遮蔽体の反対側およ
び上記配管の側面で上記中性子遮蔽体の反対側
に、ガンマ線遮蔽体で包囲した中性子検出器をそ
れぞれ配置したことを特徴とする核燃料再処理系
の未臨界性監視装置。 ３ 核燃料再処理系配管内の一部に中性子吸収体
から成る増倍抑制体を配置し、配管の増倍抑制体
のない位置およびある位置に、ガンマ線遮蔽体で
包囲された中性子検出器をそれぞれ対向させ、各
中性子検出器間には中性子遮蔽体を配置したこと
を特徴とする核燃料再処理系の未臨界性監視装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56143982A JPS5845599A (ja) | 1981-09-14 | 1981-09-14 | 核燃料再処理系の未臨界性監視法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56143982A JPS5845599A (ja) | 1981-09-14 | 1981-09-14 | 核燃料再処理系の未臨界性監視法および装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5845599A JPS5845599A (ja) | 1983-03-16 |
| JPH0222356B2 true JPH0222356B2 (ja) | 1990-05-18 |
Family
ID=15351558
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56143982A Granted JPS5845599A (ja) | 1981-09-14 | 1981-09-14 | 核燃料再処理系の未臨界性監視法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5845599A (ja) |
-
1981
- 1981-09-14 JP JP56143982A patent/JPS5845599A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5845599A (ja) | 1983-03-16 |
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