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PuとUインベントリのためのボックス分析のデモンストレーション

適用。

このプロジェクトは、核分裂性材料を含む名目上3立方メートルボックスの核分裂性含有量を決定するための潜在的な非破壊分析装置の性能を評価するための実証演習として行われました。

セラフィールド社だけが知っているPuとUの不特定高異種廃棄物と量(および同位体組成)を含む、シミュレートされた廃棄物ボックスが構築されました。測定の目的は、ボックスの核分裂性UとPu含有量を測定することでした。 総測定不確実性と組み合わせることで、正しいオンサイト輸送と保管ルートを決定するために必要なデータを提供するために、最良の推定と核分裂性上限を使用して堅牢な評価を行うことができます。

このプロジェクトは、2007年に行われました。

図1。 異種核分裂性物質分布を示すサンプルカートガム画像

キードライバー。

セラフィールド社には、潜在的に異種廃棄物マトリックスと未知のPuとU量負荷の広範囲を含む多数のバルク貯蔵ボックスがあります。 さらに、同位体組成は高い不確実性の影響を受け、履歴記録の質は可変です。

容器のさまざまな物理的状態は、ボックスを近代的で安全なオンサイトストアに移動するための要件につながる可能性があります。 ただし、そのような操作のための必須の前提条件は、ボックスの核分裂性UとPuコンテンツの信頼性の高いデータの取得であり、潜在的な貯蔵施設での受け入れのための輸送規制と条件の遵守を実証することができます。

したがって、セラフィールド社は、潜在的な非破壊分析技術の性能を評価するためのデモンストレーションプロジェクトを依頼しました。

CANBERRA™ソリューション。

当社のソリューションは、補完的なNDA技術の範囲を特定するために、集団組織内の経験を総動員しました。 このアプローチには、さまざまなタイプの廃棄物マトリックスについて、各物理学技術の相対的な長所と短所に注目し、最終的にすべてに対処するために、ガンマと中性子測定の両方が含まれていました。

以下のコアNDA技術を使用しました。

  • 240Pu有効質量を測定するために、テストボックスの周りに分散されたN50L中性子計数スラブの配列を使用したパッシブ中性子同時計数(PNCC)。
  • 235U質量とPu同位体組成減速材料(HDPE)を測定するための、標準ISOCS™システムを使用したHRGSガンマスペクトロメトリー。
  • 集中活動領域を特定し、定量核分裂性測定のための分析で行われた仮定を調整するためのカートガムガンマイメージング。

当社の分析はまた、以下の補完技術を使用して、データ分析をサポートし、システム校正の開発を支援し、総測定不確実性を評価します。

  • PNCC測定に対する未知の廃棄物マトリックスとその異種性への影響を補償し、総測定不確実性に適切な貢献を可能にするための「追加-A-Source」マトリックス補償をスキャンします。
  • PNCCで測定された240Puの有効質量を著しく過大評価する可能性のある244Cmを含む、測定されたPu反応を妨害する可能性のある同位元素の活動を測定するための専門HRGSスペクトル分析の使用。
  • 最終測定のための総測定不確実性について、廃棄物マトリックスとテストボックス内の核分裂性物質の「所蔵」分布の影響の範囲を決定するためのAASとガンマイメージング結果の使用。

上記技術の適用は、以下の原則に基づいています。

  • 標準手順に従うシステムのセットアップ、校正、操作。
  • MCNP®やISOCSなどのコンピュータモデリングコードの使用。必要に応じてラジオアイソトープテスト源を使用したベンチマークを含む、確立された「グッドプラクティス」原則に従って、MCNP検出効率校正のベンチマークには、252Cf中性子源を使用し、ISOCS校正手順のベンチマークには、Puテスト源を用いたISOCS測定を使用。
  • データ分析で使用される仮定を支え、総測定不確実性評価を洗練するための、さまざまな技術からの結果の比較。
  • 総測定不確実性の堅牢な評価と査定。
  • 当社のアプローチに関連する仮定と制限の堅牢なドキュメント。

CANBERRAスペクトロスコピーの専門家と物理学者のチームで構成されるチームは、サイトを訪問し、測定を行いました。 データ分析と報告は、その後、測定されたスペクトルとデータのオフライン分析を使用して実施されました。

使用される機器と技術。

  • 機器。図2と図3を参照してください。
  • ハードウェア。
    1. JSR-15シフトレジスタデータ取得ユニットを備えたN50L中性子スラブカウンター
    2. カートガムガンマカメラ
    3. ISOCSシステム(BEGe検出器)
  • ソフトウェア。
    1. Genie™
    2. MGA
    3. MCNP
  • 技術。
    • パッシブ中性子同時計数(PNCC)
    • HRGSガンマスペクトロメトリー
    • ガンマイメージング
    • 中性子測定のための「Add-A-Source」マトリックス補償
    • 中性子システムの校正のためのMCNPモデリング

図2。PNCC測定とN50L中性子計数モジュールのサンプルAdd-A-Sourceマトリックス校正曲線。

図3。 ISOCSとカートガムシステム。

実績

セラフィールド社には、潜在的に異種廃棄物マトリックスと未知のPuとU量負荷の広範囲を含む多数のバルク貯蔵ボックスがあります。 さらに、同位体組成は高い不確実性の影響を受け、履歴記録の質は可変です。

容器のさまざまな物理的状態は、ボックスを近代的で安全なオンサイトストアに移動するための要件につながる可能性があります。 ただし、そのような操作のための必須の前提条件は、ボックスの核分裂性UとPuコンテンツの信頼性の高いデータの取得であり、潜在的な貯蔵施設での受け入れのための輸送規制と条件の遵守を実証することができます。

したがって、セラフィールド社は、潜在的な非破壊分析技術の性能を評価するためのデモンストレーションプロジェクトを依頼しました。

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