2018 Fiscal Year Research-status Report
核不拡散・核テロ防止のための非破壊測定技術開発に重要な核データの研究
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17K07005
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
相楽 洋 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 准教授 (60401519)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
片渕 竜也 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 准教授 (40312798)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 炉物理・核データ / 非破壊測定 / 核セキュリティ / 核不拡散 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
今後の核不拡散・核セキュリティ技術開発には、これまでの原子力技術や放射線利用からのニーズとは全く異なる核反応や精度ニーズが存在する。本研究は核物質の検知・測定技術である非破壊測定技術(NDA)について、その鍵である核物質からの直接・間接放射線放出に係る核データに焦点を当て、①非破壊測定技術に重要な核種と反応の調査、②核データ収集・NDA性能解析、③核不拡散・核セキュリティ技術開発に重要で高付加価値の核データ測定精度ニーズリストの作成を目的とした。
2018年度は、ガンマ線トモグラフィ法、光核核分裂反応を利用した手法、中性子自己問いかけ法について調査を行った。ガンマ線トモグラフィ法では、照射済み核燃料集合体のガンマ線測定から線源の3次元分布を作成し、標準的な核燃料のガンマ線分布との差分情報から不正転用を検知するものである。標準ガンマ線源分布作成で主要な核種である137Csについては収率及びその生成・消滅計算精度は1σで<3%と高く核データは十分であるが、同様に主要核種であり化学的に安定な154Euなどは<10%と小さくないことが分かった。光核分裂反応を利用した手法では、高エネルギーガンマ線(6~11MeV)に対し現状核データ不確かさは10%超であるが、高濃縮ウランの検知測定に応用するためには3%以下にする必要があることを解析により見出した。
核データ専門家及び核不拡散の専門家それぞれの学会において成果を発表し、本研究が狙いとしている、核セキュリティと核データ分野をまたいだ新たな研究分野での議論を継続し、最終的な核データ特種目的ファイル構築に重要なコミュニティ構築を行うことができた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
2018年度は、ガンマ線トモグラフィ法、光核核分裂反応を利用した手法、中性子自己問いかけ法について調査を行った。ガンマ線トモグラフィ法では、照射済み核燃料集合体のガンマ線測定から線源の3次元分布を作成し、標準的な核燃料のガンマ線分布との差分情報から不正転用を検知するものである。標準ガンマ線源分布作成で主要な核種である137Csについては収率及びその生成・消滅計算精度は1σで<3%と高く核データは十分であるが、同様に主要核種であり化学的に安定な154Euなどは<10%と小さくないことが分かった。光核分裂反応を利用した手法では、高エネルギーガンマ線(6~11MeV)に対し現状核データ不確かさは10%超であるが、高濃縮ウランの検知測定に応用するためには3%以下にする必要があることを解析により見出した。
研究成果は、原子力学会核データ部会が主催するProgram of 2018 Symposium on Nuclear Dataにおいて招待講演を行い、日本核物質管理学会2018年年次大会において核不拡散・核セキュリティ専門家を対象とした技術セッションにおいて報告を行った。本研究が狙いとしている、核セキュリティと核データ分野をまたいだ新たな研究分野での議論を継続し、最終的な核データ特種目的ファイル構築に重要なコミュニティ構築を行うことができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
(1)非破壊測定技術の調査及び核データの観点からの評価
2019年度は、アクティブ法の調査を継続する。対象として、外部中性子・光子透過トモグラフィ法、中性子問いかけ法、誘発核分裂ガンマ線測定法、遅発ガンマ線測定法、中性子共鳴分析を利用した手法、X線蛍光発光法、光核反応を利用した手法等を検討し、測定原理に重要な核反応の調査を行う。また、年度後半より、(2)で実施するアクティブ法に重要な核データ不確かさの調査結果を基に、それが非破壊測定手法に与える影響評価として粒子輸送解析コードMCNP6を用いた核データ感度解析を実施し、成果をまとめる。
(2)核データ収集・解析
2019年度は、これまで実施したパッシブ法およびアクティブ法の調査結果に基づき核データ収集・解析を実施する。特に光核反応や遅発ガンマ線等の関連核データの整備が殊更不十分であることが予想され、(1)の非破壊測定技術への核データ感度評価の結果と連携しながらまとめる。
(3)総合評価
(1)、(2)の結果より、それぞれの非破壊測定手法の核不拡散・核セキュリティにおける位置づけ(研究段階、実証段階、運用段階)を分類し、非破壊測定に重要な核反応及びそれに高い感度を有するエネルギー領域における核データの整備情報をまとめ、今後の核不拡散・核セキュリティ技術開発に重要で高付加価値の核データファイル(JENDL核不拡散・核セキュリティ特殊目的ファイル)の基盤を構築する。また、核不拡散・核セキュリティのための非破壊測定手法技術開発に必要な核データ測定の優先順位付けを体系的に行い、今後の核データ測定データを含めた本特殊目的ファイル構築の工程を策定する。
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| Causes of Carryover |
ほぼ予定通り使用したが出張費の節約により若干繰り越すことになった。2019年度の解析用消耗品として使用予定である。
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