JP2011257399A - 放射性元素のガンマ線放射強度を測定する方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】式
から該強度I(Ech1)を算出する。ここで、S(Ech1)は該放射性元素のガンマ放射線の正味面積であり、S(Ech2)は該標準放射性元素の正味面積であり、R1およびR2は、それぞれ、S(Ech1)を測定する放射線検出器、およびS(Ech2)を測定放射線検出器の総吸収効率であり、Δρ1およびΔρ2は、振動技術によって基準放射能源を使用して測定される原子炉の反応度変化の測定値であり、それぞれ該放射性元素および該標準放射性元素に関係し、WA,1およびWA,2は、それぞれ該放射性元素の中性子重要度および該標準放射性元素の中性子重要度であり、Cd1およびCd2は、それぞれ該サンプルの放射性崩壊補正データおよび該標準サンプルの放射性崩壊補正データである。
【選択図】なし
Description
−原子炉内にある放射性元素のサンプルおよび標準放射性元素のサンプルに照射するステップと、
−放射性元素のサンプルおよび標準放射性元素のサンプルを原子炉から除去するステップと、
−第1の測定チャネルによって、放射性元素のサンプルのガンマ線放射の正味面積S(Ech1)のデータを測定するステップと、
−第1の測定チャネルと同一の第2の測定チャネルによって、標準放射性元素のサンプルのガンマ線放射の正味面積S(Ech2)のデータを測定するステップと、
−振動技術によって、放射性元素のサンプルが、所与の出力に設定されている原子炉外にある第1の位置と、放射性元素のサンプルが、所与の出力に設定されている原子炉内にある第2の位置との間の原子炉の第1の反応度変化Δρ1を測定するステップと、
−振動技術によって、標準放射性元素のサンプルが、所与の出力に設定されている原子炉外にある第1の位置と、標準放射性元素のサンプルが、所与の出力に設定されている原子炉内にある第2の位置との間の原子炉の第2の反応度変化Δρ2を測定するステップと、
−次の式を使用して放射性元素のガンマ線放射強度を算出するステップであって、
ここで、R1およびR2は、それぞれ放射性元素のサンプルのエネルギーにおける第1の測定チャネルの検出器の総吸収効率および標準放射性元素のサンプルのエネルギーにおける第2の測定チャネルの検出器の総吸収効率であり、
WA,1およびWA,2は、それぞれ放射性元素の中性子の重要度および標準放射性元素の中性子の重要度であり、
Cd1およびCd2は、それぞれ放射性元素のサンプルの放射性崩壊補正データおよび標準放射性元素のサンプルの放射性崩壊補正データであり、
I(Ech2)は、標準放射性元素のガンマ線放射強度であるステップと
を含むことを特徴とする方法である。
a)放射性元素のサンプルが、所与の出力に設定されている原子炉外にある制御棒の第1の位置と、
b)放射性元素のサンプルが原子炉内にあり、かつ原子炉が、制御棒の第2の位置ゆえに、所与の出力に設定されている制御棒の第2の位置と
の間における、原子炉の制御棒の少なくとも1つの位置変化の測定によって実施される。
a)標準放射性元素のサンプルが、所与の出力に設定されている原子炉外にある制御棒の第1の位置と、
b)標準放射性元素のサンプルが原子炉内にあり、かつ原子炉が、制御棒の第2の位置ゆえに、所与の出力に設定されている制御棒の第2の位置と
の間における、原子炉の制御棒の少なくとも1つの位置変化測定によって実施される。
によって与えられる。
−正味面積S(Ech1)およびS(Ech2)のデータと、
−それぞれのサンプルEch1およびEch2のガンマ線放射エネルギーに対する測定チャネルの検出器の総吸収効率R1およびR2(それぞれのサンプルEch1およびEch2と同じエネルギーを有する基準放射能源を使用して取得された、事前記録済みの総吸収効率)と、
−それぞれのサンプルEch1およびEch2に関する吸収中性子の重要度WA,1およびWA,2と、
−放射性元素のサンプルが、所与の出力に設定されている原子炉外にある第1の位置と、放射性元素のサンプルが、上記所与の出力に設定されている原子炉内にある第2の位置との間の原子炉の第1の反応度変化Δρ1と、
−標準放射性元素のサンプルが、所与の出力に設定されている原子炉外にある第1の位置と、標準放射性元素のサンプルが、上記所与の出力に設定されている原子炉内にある第2の位置との間の原子炉の第2の反応度変化Δρ2と、
−それぞれのサンプルEch1およびEch2に関する放射性崩壊補正データCd1およびCd2と、
−標準放射性元素の既知のガンマ線放射強度I(Ech2)と
に基づいて算出するステップ(E7)を含む。
であり、定義によって、量
はサンプルXの捕捉率を表わしており、Φ*は随伴束であり、大きさEは中性子のエネルギーである。随伴束は、原子炉内の中性子輸送について記述するボルツマン随伴方程式の解であることを想起されたい。
によって与えられ。ここで、
→λは放射性定数であり、
→tiはサンプルの放射持続時間であり、
→t0は、照射の終了時と測定の開始時の間の放射性崩壊の時間であり、
→tmは、ガンマ線放射測定の持続時間である。
−制御手段によって出力を安定させることなく、反応度変化が、サンプルが原子炉外にある状態(1)と、サンプルが原子炉内にある状態(2)との間で観察される中性子束の変化から推定される「動的」測定方法、
−反応度変化が、状態(1)と状態(2)間で出力を一定に維持することができる制御棒の位置から推定される「静的」測定方法
が可能である。
は放射捕捉によって相互作用するだけであると考えられる。原子炉外のサンプル位置と原子炉内のサンプル位置との間で、原子炉容積の点rにおける中性子密度n(r)は、次の2つの効果
−位置とは無関係な伝達関数Hによる捕捉成分
の変化に関連した大域の外乱、および、
−外乱エリアからの距離の関数として急速に減少する関数a(r)による捕捉断面
の変化に比例する局所的な外乱の合計と考えられるような変化を受ける。
ここで、δn(r)/nは点rにおける中性子密度の相対的変化量であり、δkは、定義によると、「原子炉内のサンプル」および「原子炉外のサンプル」の両位置間の原子炉の有効乗算係数kの変化量である。
に使用することによって、サンプルを構成するアイソトープ
の捕捉率TCに関係する。
ここで、αは、反応度変化量がδk/kが10−4程度である場合の、選択されたアイソトープ
に依存しない比例定数である。反応度変化についてのこの条件は、サンプルが、例えば10cm3と小型であり、かつ数mg〜数g程度の量の材料を含有することを示唆している。
Claims (5)
- 放射性元素のガンマ線放射強度を測定する方法であって、
−原子炉内にある前記放射性元素のサンプルおよび標準放射性元素のサンプルに照射するステップ(E3)と、
−前記放射性元素の前記サンプルおよび標準放射性元素の前記サンプルを前記原子炉から除去するステップ(E4)と、
−第1の測定チャネルによって、前記放射性元素の前記サンプルのガンマ線放射の正味面積S(Ech1)のデータを測定するステップ(E5)と、
−前記第1の測定チャネルと同一の第2の測定チャネルによって、標準放射性元素の前記サンプルのガンマ線放射の正味面積S(Ech2)のデータを測定するステップ(E6)と、
−振動技術によって、前記放射性元素の前記サンプルが、所与の出力に設定されている前記原子炉外にある第1の位置と、前記放射性元素の前記サンプルが、前記所与の出力に設定されている前記原子炉内にある第2の位置との間の、前記原子炉の第1の反応度変化Δρ1を測定するステップ(E8)と、
−振動技術によって、標準放射性元素の前記サンプルが、所与の出力に設定されている前記原子炉外にある第1の位置と、標準放射性元素の前記サンプルが、前記所与の出力に設定されている前記原子炉内にある第2の位置との間の、前記原子炉の第2の反応度変化Δρ2を測定するステップ(E8)と、
−次の式を使用して前記放射性元素の前記ガンマ線放射強度を算出するステップ(E7)であって、
ここで、
R1およびR2は、それぞれ前記放射性元素の前記サンプルのエネルギーにおける前記第1の測定チャネルの検出器の総吸収効率および標準放射性元素の前記サンプルのエネルギーにおける前記第2の測定チャネルの検出器の総吸収効率であり、
WA,1およびWA,2は、それぞれ前記放射性元素の中性子重要度および標準放射性元素の中性子の重要度であり、
Cd1およびCd2は、それぞれ前記放射性元素の前記サンプルの放射性崩壊補正データおよび標準放射性元素の前記サンプルの放射性崩壊補正データであり、
I(Ech2)は、標準放射性元素の前記ガンマ線放射強度である
ステップ(E7)と
を含むことを特徴とする方法。 - 前記原子炉の第1の反応度変化Δρ1を測定する前記ステップ(E8)が、
a)前記放射性元素の前記サンプルが前記原子炉外にあり、かつ前記原子炉が所与の出力に設定されている制御棒の第1の位置と、
b)前記放射性元素の前記サンプルが前記原子炉内にあり、かつ前記原子炉が、前記制御棒が第2の位置にあることにより、前記所与の出力に設定されている前記制御棒の前記第2の位置と
の間における、前記原子炉の制御棒(BP)の少なくとも1つの位置変化測定により実施され、かつ、
前記原子炉の第2の反応度変化Δρ2を測定する前記ステップが、
a)標準放射性元素の前記サンプルが前記原子炉外にあり、かつ、前記原子炉が所与の出力に設定されている前記制御棒の第1の位置と、
b)標準放射性元素の前記サンプルが前記原子炉内にあり、かつ、前記原子炉が、前記制御棒が第2の位置にあることにより、前記所与の出力に設定されている前記制御棒の前記第2の位置と
の間における、前記原子炉の前記制御棒の少なくとも1つの位置変化測定によって実施される、請求項1に記載の方法。 - 基準放射能源を使用して、前記総吸収効率R1およびR2を事前に測定する、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の方法。
- 前記第2の測定チャネルおよび前記第1の測定チャネルが単一の測定チャネルであって、前記正味面積S(Ech1)のデータを測定する前記ステップと、前記正味面積S(Ech2)のデータを測定する前記ステップとを同時に実施する、請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の方法。
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