JPH0670675B2 - ウラン濃縮度測定法及び測定装置 - Google Patents
ウラン濃縮度測定法及び測定装置Info
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- JPH0670675B2 JPH0670675B2 JP58013782A JP1378283A JPH0670675B2 JP H0670675 B2 JPH0670675 B2 JP H0670675B2 JP 58013782 A JP58013782 A JP 58013782A JP 1378283 A JP1378283 A JP 1378283A JP H0670675 B2 JPH0670675 B2 JP H0670675B2
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- Japan
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- rays
- ray
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
- G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
- G01T1/16—Measuring radiation intensity
- G01T1/167—Measuring radioactive content of objects, e.g. contamination
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- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】 本発明はウラン溶液の235U濃縮度を非破壊測定する方法
に関し，特にインラインモニタリングにおいて235Uを連
続的に測定し得る方法に関する。
に関し，特にインラインモニタリングにおいて235Uを連
続的に測定し得る方法に関する。
一般に核燃料製造工場や核燃料再処理工場などではその
各処理段階において取扱つている燃料や材料の235U濃縮
度が所定の範囲のものであるか否かを監視することが、
工程および品質の管理上必須なこととなつている。
各処理段階において取扱つている燃料や材料の235U濃縮
度が所定の範囲のものであるか否かを監視することが、
工程および品質の管理上必須なこととなつている。
従来，ウラン濃縮度の測定には，質量スペクトルによる
測定法と非破壊測定法として用いられる放射線計測法が
ある。前者は一般に測定精度が高いけれども破壊測定で
あるので，非破壊を前提とするインラインモニタリング
には適さない。後者には，被測定ウランから発生する自
然崩壊放射線を利用したパツシブ(Passive)法と、中性
子照射等の外部照射源を必要とするアクテイブ(active)
法，例えば特開昭50−80880号の方法がある。
測定法と非破壊測定法として用いられる放射線計測法が
ある。前者は一般に測定精度が高いけれども破壊測定で
あるので，非破壊を前提とするインラインモニタリング
には適さない。後者には，被測定ウランから発生する自
然崩壊放射線を利用したパツシブ(Passive)法と、中性
子照射等の外部照射源を必要とするアクテイブ(active)
法，例えば特開昭50−80880号の方法がある。
従来のパツシブ法には，特開昭48-8596号、同48-8597
号，同48-8598号などに記載の方法があるが，これらは
いずれもウラン濃縮度既知の基準試料による較正を必要
とする方法であるため，インラインモニタリングにおい
てウラン濃度が変化する場合には適さない方法である。
また,L.K.Kull"CATALOGUE OF NUCLEAR MATERIAL SA
FEGUARDS INSTRUMENTS"BNL-17165,1972;H.Ebeve et a
l., Journal of Nuclear Materials81,203-214(1979) に記載の方法は，それぞれウランの濃度が十分高い場合
とか，UO2粉末貯槽の濃縮度測定という特定の場合に適
用可能な方法である。これらの方法は，ウラン濃縮が数
百g/l以下の低濃度の場合にはパツシブγ線の試料中γ
線自己吸収に基づく測定誤差が大きくなつて正確な測定
が困難になる。
号，同48-8598号などに記載の方法があるが，これらは
いずれもウラン濃縮度既知の基準試料による較正を必要
とする方法であるため，インラインモニタリングにおい
てウラン濃度が変化する場合には適さない方法である。
また,L.K.Kull"CATALOGUE OF NUCLEAR MATERIAL SA
FEGUARDS INSTRUMENTS"BNL-17165,1972;H.Ebeve et a
l., Journal of Nuclear Materials81,203-214(1979) に記載の方法は，それぞれウランの濃度が十分高い場合
とか，UO2粉末貯槽の濃縮度測定という特定の場合に適
用可能な方法である。これらの方法は，ウラン濃縮が数
百g/l以下の低濃度の場合にはパツシブγ線の試料中γ
線自己吸収に基づく測定誤差が大きくなつて正確な測定
が困難になる。
アクテイブ法は外部照射源を必要とするために，装置が
大掛りなものとならざるを得ないという不利な面はある
が照射放射線と被測定対象核種との核反応等による特定
の放射線を計測することによりパツシブ法では不可能な
測定を行うことができる。
大掛りなものとならざるを得ないという不利な面はある
が照射放射線と被測定対象核種との核反応等による特定
の放射線を計測することによりパツシブ法では不可能な
測定を行うことができる。
従来のアクティブ法の比較的小型の外部照射源を用いる
ものとして特開昭54−140094号の方法がある。これは酸
化ウラン粉末等の固体状ウランを対象とし、ウラン濃縮
度既知の基準試料による較正を必要とする。従って、前
述パツシブ法と同様にインラインモニタリングには適さ
ない。
ものとして特開昭54−140094号の方法がある。これは酸
化ウラン粉末等の固体状ウランを対象とし、ウラン濃縮
度既知の基準試料による較正を必要とする。従って、前
述パツシブ法と同様にインラインモニタリングには適さ
ない。
そこで本発明の目的は，アクテイブ法によるインライン
モニタリングに好適な，ウラン濃縮度の被破壊測定法を
提供することにある。
モニタリングに好適な，ウラン濃縮度の被破壊測定法を
提供することにある。
ところで、ウラン濃度の変化のある溶液のインラインモ
ニタリングに必要な条件は235U特有のγ線の減弱が求め
られ、基準試料による較正がいらないこと、ウラン濃度
と235U濃度が同時に測定できることがあげられる。
ニタリングに必要な条件は235U特有のγ線の減弱が求め
られ、基準試料による較正がいらないこと、ウラン濃度
と235U濃度が同時に測定できることがあげられる。
本発明の方法は，アクテイブ法に属する測定法であつ
て，基準試料を必要とせず、ウラン濃度と235U濃度が同
時に測定でき、また低ウラン濃度についても測定可能で
ある。本発明の方法は，被測定溶液が，ウラン以外の元
素としてN,F,O,H などの小原子番号のものしか実質的
に含んでいない場合に特に有用である。ただし本明細書
では、「小原子番号の元素」とは原子番号17（C1）以下
の元素を意味する。また、「実質的に含んでいない」と
は、原子番号の大きな元素（原子番号の大きな元素ほど
γ線の吸収が大きい）の量が、その元素のγ線吸収によ
る誤差が測定目的にとって許容できないほど多量でない
ことを意味する。
て，基準試料を必要とせず、ウラン濃度と235U濃度が同
時に測定でき、また低ウラン濃度についても測定可能で
ある。本発明の方法は，被測定溶液が，ウラン以外の元
素としてN,F,O,H などの小原子番号のものしか実質的
に含んでいない場合に特に有用である。ただし本明細書
では、「小原子番号の元素」とは原子番号17（C1）以下
の元素を意味する。また、「実質的に含んでいない」と
は、原子番号の大きな元素（原子番号の大きな元素ほど
γ線の吸収が大きい）の量が、その元素のγ線吸収によ
る誤差が測定目的にとって許容できないほど多量でない
ことを意味する。
本発明の方法を簡潔に述べると、 （１）ウラン以外の元素が実質的に小原子番号の元素か
らなるウラン含有被測定溶液から放出される235U特有の
γ線の強度をγ線スペクトロメトリーによって測定し； （２）一方、前記235U特有のγ線とは異なる特定エネル
ギーのγ線を発する外部線源からγ線を前記溶液に照射
し、溶液を透過してきた特定エネルギーのγ線の強度を
γ線スペクトロメトリーによって測定してその測定値よ
り前記溶液中のウラン濃度を計算し、求めたウラン濃度
から、前記溶液及び前記溶液以外のγ線透過物質による
前記の235U特有のγ線の減弱及び幾何学的効果に対する
補正因子を計算し； （３）測定した235U特有のγ線の強度と前記補正因子を
用いて235U濃度を計算し； （４）求めたウラン濃度と235U濃度より235U濃縮度を求
めることを行う、既知の基準試料を用いることなくウラ
ン濃縮度を測定する方法である。
らなるウラン含有被測定溶液から放出される235U特有の
γ線の強度をγ線スペクトロメトリーによって測定し； （２）一方、前記235U特有のγ線とは異なる特定エネル
ギーのγ線を発する外部線源からγ線を前記溶液に照射
し、溶液を透過してきた特定エネルギーのγ線の強度を
γ線スペクトロメトリーによって測定してその測定値よ
り前記溶液中のウラン濃度を計算し、求めたウラン濃度
から、前記溶液及び前記溶液以外のγ線透過物質による
前記の235U特有のγ線の減弱及び幾何学的効果に対する
補正因子を計算し； （３）測定した235U特有のγ線の強度と前記補正因子を
用いて235U濃度を計算し； （４）求めたウラン濃度と235U濃度より235U濃縮度を求
めることを行う、既知の基準試料を用いることなくウラ
ン濃縮度を測定する方法である。
添付の図面に即して本発明を具体的に説明する。
図１は本発明の方法の実施に使用するウラン濃縮度測定
装置例の概略を示す縦断面図である。図１で配管１は，
ウラン含有溶液２が流れている配管であり，ウラン含有
溶液２を被測定液としてそのウラン濃縮度を本発明の方
法により非破壊測定するために，配管１の外側にγ線検
出器３が配され，さらに配管１を挾んでγ線検出器３と
対向する位置に外部γ線線源４が配されている。線源４
と配管１の間，及び配管１とγ線検出器３の間には適当
なコリメータ5,6がそれぞれ設けられている。また，こ
の測定部全体が遮蔽体７で包囲され，外部からの放射線
の侵入を防いでいる。なお，遮蔽材７は周辺の放射線バ
ツクグラウンドが十分低い場合には必ずしも必要ではは
く，またコリメータ５、６と一体構造にすることもでき
る。この図１の例では，配管１が本発明における測定容
器であるが，測定容器の形式は，ウラン含有溶液（被測
定液）をサンプリングする単なる容器であつても勿論よ
い。インラインモニタリングを行う場合には，一般に図
１に例示するように，一定の処理系においてウラン含有
溶液が流れる配管等そのものが測定容器となろう。
装置例の概略を示す縦断面図である。図１で配管１は，
ウラン含有溶液２が流れている配管であり，ウラン含有
溶液２を被測定液としてそのウラン濃縮度を本発明の方
法により非破壊測定するために，配管１の外側にγ線検
出器３が配され，さらに配管１を挾んでγ線検出器３と
対向する位置に外部γ線線源４が配されている。線源４
と配管１の間，及び配管１とγ線検出器３の間には適当
なコリメータ5,6がそれぞれ設けられている。また，こ
の測定部全体が遮蔽体７で包囲され，外部からの放射線
の侵入を防いでいる。なお，遮蔽材７は周辺の放射線バ
ツクグラウンドが十分低い場合には必ずしも必要ではは
く，またコリメータ５、６と一体構造にすることもでき
る。この図１の例では，配管１が本発明における測定容
器であるが，測定容器の形式は，ウラン含有溶液（被測
定液）をサンプリングする単なる容器であつても勿論よ
い。インラインモニタリングを行う場合には，一般に図
１に例示するように，一定の処理系においてウラン含有
溶液が流れる配管等そのものが測定容器となろう。
またγ線検出器３は，図示されていない前置増幅器を経
てマルチチヤンネル波高分析器に至るいわゆるγ線スペ
クトロメータのγ線センサーであり，被測定液２から放
出される235U特有のγ線の強度はこのγ線スペクトロメ
ータにより計数値Ｎとして測定される。235U特有のγ線
としては，エネルギーが186KeV又は144KeVのものが適当
である。
てマルチチヤンネル波高分析器に至るいわゆるγ線スペ
クトロメータのγ線センサーであり，被測定液２から放
出される235U特有のγ線の強度はこのγ線スペクトロメ
ータにより計数値Ｎとして測定される。235U特有のγ線
としては，エネルギーが186KeV又は144KeVのものが適当
である。
上記計数値Ｎについては次の式Ｉが成立する。
Ｎ＝cVaγＫεｔ …（Ｉ） ここで,c:235Uの濃度(g/cm3) V:被測定液の有効体積(cm3) a:235Uの比放射能(dps/g) γ：235Uの１崩壊当りの特定エネルギー＊のγ線の放出
率 k:被測定液及びそれ以外のγ線透過物質（主に測定容
器）による特定エネルギーのγ線の減弱及び幾何学的効
果に対する補正因子 ε：特定エネルギーのγ線に対するγ線検出器の計数効
率 t:計数時間(sec) ＊特定エネルギーのγ線としては，上述のように186KeV
又は144KeVのものが適する。式Ｉの右辺のうちa,γは一
義的に決まり,V,εは測定装置が決まれば一定である。
それに対し,kは被測定液の組成，含まれる諸元素の濃
度，測定容器の材質に依存して変わる。被測定液のウラ
ン濃度が約1000g/l以上と十分に高い場合には,kはウラ
ン濃度の変動によつてほとんど影響を受けないため一定
とみなすことができ,Nの測定値から直ちに235Uの濃度ｃ
を求めることができる。しかし，被測定液のウラン濃度
が数百g/l以下と低く，しかも諸元素特にウランのよう
な原子番号が大きい元素の濃度が変化する場合には,kは
かなり変動すため一定とみなすことはできない。ところ
が，被測定液がウラン以外の元素としてN,F,O,Hなど原
子番号が小さい元素がほとんどで、原子番号の大きい元
素の濃度が少ない場合にはこれら小原子番号の元素によ
るγ線の減弱係数はウランに比較して十分に小さくかつ
ほぼ同一であるため，被測定液のγ線減弱効果は近似的
に全ウラン濃度に専ら依存する結果となる。結局全ウラ
ン濃度を知ることができればｋを求めることも可能とな
り、ひいてはＮの測定から235Uの濃度ｃを求めることも
可能となる。全ウラン濃度coと235U濃度ｃがわかれば，
ウラン濃縮度が求まる。本発明者はこの点に着目し，全
ウラン濃縮coを求めるために外部γ線線源を利用し，被
測定液を透過する透過γ線の強度即ちγ線スペクトロメ
ータによる計数値Noからcoを求めることとした。
率 k:被測定液及びそれ以外のγ線透過物質（主に測定容
器）による特定エネルギーのγ線の減弱及び幾何学的効
果に対する補正因子 ε：特定エネルギーのγ線に対するγ線検出器の計数効
率 t:計数時間(sec) ＊特定エネルギーのγ線としては，上述のように186KeV
又は144KeVのものが適する。式Ｉの右辺のうちa,γは一
義的に決まり,V,εは測定装置が決まれば一定である。
それに対し,kは被測定液の組成，含まれる諸元素の濃
度，測定容器の材質に依存して変わる。被測定液のウラ
ン濃度が約1000g/l以上と十分に高い場合には,kはウラ
ン濃度の変動によつてほとんど影響を受けないため一定
とみなすことができ,Nの測定値から直ちに235Uの濃度ｃ
を求めることができる。しかし，被測定液のウラン濃度
が数百g/l以下と低く，しかも諸元素特にウランのよう
な原子番号が大きい元素の濃度が変化する場合には,kは
かなり変動すため一定とみなすことはできない。ところ
が，被測定液がウラン以外の元素としてN,F,O,Hなど原
子番号が小さい元素がほとんどで、原子番号の大きい元
素の濃度が少ない場合にはこれら小原子番号の元素によ
るγ線の減弱係数はウランに比較して十分に小さくかつ
ほぼ同一であるため，被測定液のγ線減弱効果は近似的
に全ウラン濃度に専ら依存する結果となる。結局全ウラ
ン濃度を知ることができればｋを求めることも可能とな
り、ひいてはＮの測定から235Uの濃度ｃを求めることも
可能となる。全ウラン濃度coと235U濃度ｃがわかれば，
ウラン濃縮度が求まる。本発明者はこの点に着目し，全
ウラン濃縮coを求めるために外部γ線線源を利用し，被
測定液を透過する透過γ線の強度即ちγ線スペクトロメ
ータによる計数値Noからcoを求めることとした。
再び図１に戻る。外部γ線線源４からの特定エネルギー
のγ線で被測定液２を照射し，透過γ線の強度をγ線検
出器３で検知してγ線スペクトロメーターにより計数値
Noを測定する際，用いる特定エネルギーのγ線として
は，測定の対象とする235U特有のγ線のエネルギーを越
え，さらに他のγ線放出核種が被測定液に含まれている
場合にはそのγ線エネルギーと重ならず，しかも約1MeV
以下の範囲のものであつて半減期が長いものが好まし
い。例えば133Ba:336KeV,137Cs:662KeVなどがある。
のγ線で被測定液２を照射し，透過γ線の強度をγ線検
出器３で検知してγ線スペクトロメーターにより計数値
Noを測定する際，用いる特定エネルギーのγ線として
は，測定の対象とする235U特有のγ線のエネルギーを越
え，さらに他のγ線放出核種が被測定液に含まれている
場合にはそのγ線エネルギーと重ならず，しかも約1MeV
以下の範囲のものであつて半減期が長いものが好まし
い。例えば133Ba:336KeV,137Cs:662KeVなどがある。
Noについては次式IIが成り立つ。
No＝soγｏko′ko″εｏｔ …（II） ここで，so：外部γ線線源の線源強度(dps) γｏ：線源１崩壊当りの特定エネルギーのγ線の放出率 ko′：幾何学的効果の補正因子 ko″：被測定液及び測定容器による特定エネルギーのγ
線の減弱に対する補正因子 εｏ：特定エネルギーのγ線に対するγ線検出器の計数
効率 t:計数時間(sec) 式IIにおいて，右辺のso，γｏ，ko′，εｏは一定値と
して与えられる。ko″については次式IIIが成り立つ。
線の減弱に対する補正因子 εｏ：特定エネルギーのγ線に対するγ線検出器の計数
効率 t:計数時間(sec) 式IIにおいて，右辺のso，γｏ，ko′，εｏは一定値と
して与えられる。ko″については次式IIIが成り立つ。
ko″＝（被測定液の減弱率）×（測定容器の減弱率） ここで，co：ウラン濃度(g/cm3) μｏ：ウランに対する特定エネルギーのγ線の質量減弱
係数(cm2/g) lo：被測定液中のγ線通過長さ(cm)（図１参照） ci：被測定液中のウラン以外の元素ｉの濃度(g/cm3) μｉ：元素ｉに対する特定エネルギーのγ線の質量減弱
係数(cm2/g) ωｊ：測定容器の構成元素ｊの重量比 ρ：測定容器の密度(g/cm3) li：測定容器壁の片側のγ線通過厚さ(cm)（図１参照） l2：測定容器壁の反対側のγ線通過厚さ(cm)（図１参
照） 式IIIの右辺第１項において，元素ｉは原子番号が小さ
い元素であるためμｉはμｏに比較して十分に小さいの
で，被測定液の組成，濃度が変化してもこの第１項の
（被測定液の減弱率）は専らウラン濃縮coによつて決ま
る。第２項の（測定容器の減弱率）は一定である。した
がつて，補正項ko″はウラン濃度coの指数関数の逆数に
比例するとみなすことができる。よつて，一定の計数時
間ｔにおける計数率Noを測定すると，式II及びIIIから
ウラン濃度coを計算することができる。
係数(cm2/g) lo：被測定液中のγ線通過長さ(cm)（図１参照） ci：被測定液中のウラン以外の元素ｉの濃度(g/cm3) μｉ：元素ｉに対する特定エネルギーのγ線の質量減弱
係数(cm2/g) ωｊ：測定容器の構成元素ｊの重量比 ρ：測定容器の密度(g/cm3) li：測定容器壁の片側のγ線通過厚さ(cm)（図１参照） l2：測定容器壁の反対側のγ線通過厚さ(cm)（図１参
照） 式IIIの右辺第１項において，元素ｉは原子番号が小さ
い元素であるためμｉはμｏに比較して十分に小さいの
で，被測定液の組成，濃度が変化してもこの第１項の
（被測定液の減弱率）は専らウラン濃縮coによつて決ま
る。第２項の（測定容器の減弱率）は一定である。した
がつて，補正項ko″はウラン濃度coの指数関数の逆数に
比例するとみなすことができる。よつて，一定の計数時
間ｔにおける計数率Noを測定すると，式II及びIIIから
ウラン濃度coを計算することができる。
coの値が求まれば，公知の数値解析によつて（例えばR.
E.Malenfant“QAD:A SERIES OF POINTKERNEL GENERAL-P
URPOSES SHIELDING PROGRAMS LA-3573(1967)参照） 式Ｉの補正項ｋが算出され,kの値とＮの測定値から235U
の濃度ｃが式Ｉにより算出される。結局ウラン濃縮度Ｅ
は，式 により得られる。
E.Malenfant“QAD:A SERIES OF POINTKERNEL GENERAL-P
URPOSES SHIELDING PROGRAMS LA-3573(1967)参照） 式Ｉの補正項ｋが算出され,kの値とＮの測定値から235U
の濃度ｃが式Ｉにより算出される。結局ウラン濃縮度Ｅ
は，式 により得られる。
本発明に使用するγ線検出器としては，対象とする被測
定液からの235U特有のエネルギーのγ線，及び外部線源
からの特定エネルギーのγ線を検出でき，かつ十分なエ
ネルギー分解能をもつものであればいずれも使用可能で
あり，例えばGe(Li)γ線検出器,Geγ線検出器等があげ
られる。なお被測定液からの235U特有のエネルギーのγ
線を測定するためのγ線スペクトロメータと，外部γ線
線源からのγ線で被測定液を透過して来たものを測定す
るためのγ線スペクトロメータとは同一であつてもよい
し，別個に設けてもよい。
定液からの235U特有のエネルギーのγ線，及び外部線源
からの特定エネルギーのγ線を検出でき，かつ十分なエ
ネルギー分解能をもつものであればいずれも使用可能で
あり，例えばGe(Li)γ線検出器,Geγ線検出器等があげ
られる。なお被測定液からの235U特有のエネルギーのγ
線を測定するためのγ線スペクトロメータと，外部γ線
線源からのγ線で被測定液を透過して来たものを測定す
るためのγ線スペクトロメータとは同一であつてもよい
し，別個に設けてもよい。
被測定液は，ウランの硝酸溶液又はフツ酸溶液などであ
るが，ウラン以外の元素としては原子番号の大きい元
素，例えば金属元素などの濃度は低いことが好ましい。
これらの元素の濃度が高くなると妨害により誤差が大き
くなる。本発明の方法は，既に述べたようにウラン以外
の元素のほとんどないしはすべてがN,F,O,Hなど原子番
号の小さい元素である場合に最も有効である。また，被
測定液は，ウラン濃度数十g/l〜数百g/l程度のものが特
に適する。測定対象が液体の場合にはこの濃度を超える
ものは稀であり，またその場合には他の方法を利用する
ことができる。
るが，ウラン以外の元素としては原子番号の大きい元
素，例えば金属元素などの濃度は低いことが好ましい。
これらの元素の濃度が高くなると妨害により誤差が大き
くなる。本発明の方法は，既に述べたようにウラン以外
の元素のほとんどないしはすべてがN,F,O,Hなど原子番
号の小さい元素である場合に最も有効である。また，被
測定液は，ウラン濃度数十g/l〜数百g/l程度のものが特
に適する。測定対象が液体の場合にはこの濃度を超える
ものは稀であり，またその場合には他の方法を利用する
ことができる。
図面に示した実施例では，測定容器が処理系内のウラン
含有溶液輸送パイプであり，流路の途中で連続的モニタ
リングが可能である。勿論，被測定液がパイプ内を流れ
ている状態でも，その流れが停止している状態でも測定
を行うことができる。あるいは被測定液を所要量だけ測
定容器にサンプリングして，本発明の方法を実施するこ
ともできる。
含有溶液輸送パイプであり，流路の途中で連続的モニタ
リングが可能である。勿論，被測定液がパイプ内を流れ
ている状態でも，その流れが停止している状態でも測定
を行うことができる。あるいは被測定液を所要量だけ測
定容器にサンプリングして，本発明の方法を実施するこ
ともできる。
γ線検出器に入射したγ線は既知の方法にしたがつて増
幅され，マルチチヤンネル波高分析器で分析されると共
に，前記式I,II及びIIIに既知の数値を与えた電算機に
よるデータ処理を行ない濃縮度Ｅが直接求められるよう
にしておくと便利である。
幅され，マルチチヤンネル波高分析器で分析されると共
に，前記式I,II及びIIIに既知の数値を与えた電算機に
よるデータ処理を行ない濃縮度Ｅが直接求められるよう
にしておくと便利である。
本発明により被破壊かつ迅速な235U濃縮度の測定が中性
子照射のごとき大がかりな装置も必要なく，簡単な装置
で可能となった。また、全ウラン濃度と235U濃度の測定
を１度に並行して簡単に行えるようになった。そのため
従来測定し得なかった低ウラン濃度の範囲まで，ウラン
濃度が変動する場合にもインラインで追跡が可能となつ
た。今後の235Uを含む系の工程，品質管理や臨界安全管
理において，本発明の方法は大きな効果を発揮するもの
である。
子照射のごとき大がかりな装置も必要なく，簡単な装置
で可能となった。また、全ウラン濃度と235U濃度の測定
を１度に並行して簡単に行えるようになった。そのため
従来測定し得なかった低ウラン濃度の範囲まで，ウラン
濃度が変動する場合にもインラインで追跡が可能となつ
た。今後の235Uを含む系の工程，品質管理や臨界安全管
理において，本発明の方法は大きな効果を発揮するもの
である。
実施例１ 図２に示す装置を用いて，本発明の方法により測定を行
つた。配管８は，内径28mm,厚さ3mm,呼径25AのSUS304ス
テンレス鋼でできている。γ線検出器９としてGe(Li)検
出器を使用し，外部γ線線源10としては49.8μｃi 133Ba
（336KeV）を使用した。コリメータ11は鉛製で，γ線を
コリメートするとともにしやへいの役目を兼ねたもので
ある。γ線検出器９は前置増幅器12に接続され，該前置
増幅器12から得られた信号は，ケーブルを介して図示さ
れていないマルチチヤンネル波高分析器に送られ，計数
値を表示すると共にコンピューターによるデータ処理を
行う。デュワ瓶13には液体窒素が入つており，γ線検出
器９を冷却してその機能を維持する。以上述べた８〜13
の各要素は架台14に厳重に固定されている。
つた。配管８は，内径28mm,厚さ3mm,呼径25AのSUS304ス
テンレス鋼でできている。γ線検出器９としてGe(Li)検
出器を使用し，外部γ線線源10としては49.8μｃi 133Ba
（336KeV）を使用した。コリメータ11は鉛製で，γ線を
コリメートするとともにしやへいの役目を兼ねたもので
ある。γ線検出器９は前置増幅器12に接続され，該前置
増幅器12から得られた信号は，ケーブルを介して図示さ
れていないマルチチヤンネル波高分析器に送られ，計数
値を表示すると共にコンピューターによるデータ処理を
行う。デュワ瓶13には液体窒素が入つており，γ線検出
器９を冷却してその機能を維持する。以上述べた８〜13
の各要素は架台14に厳重に固定されている。
試料液として，表１に示す３種の濃縮度既知のフツ化ウ
ラニル溶液を使用し，ループ状にした配管内を流量10l/
分で循環させながら測定を行つた。
ラニル溶液を使用し，ループ状にした配管内を流量10l/
分で循環させながら測定を行つた。
測定結果と濃縮度の計算結果を表２に示す。
実施例２ 測定容器として内径53mm,厚さ3.5mm,呼径50AのSUS304ス
テンレス鋼製配管を，外部γ線線源として53.8μｃi 137
Cs（662KeV）を用いたほかは，実施例１と同様の装置構
成で，表３に示す３種の既知硝酸ウラニル溶液の濃縮度
を測定した。但し試料液は循環させずに静止させた状態
で測定した。測定結果及び求めた濃縮度を表４に示す。
テンレス鋼製配管を，外部γ線線源として53.8μｃi 137
Cs（662KeV）を用いたほかは，実施例１と同様の装置構
成で，表３に示す３種の既知硝酸ウラニル溶液の濃縮度
を測定した。但し試料液は循環させずに静止させた状態
で測定した。測定結果及び求めた濃縮度を表４に示す。
【図面の簡単な説明】 図１は，本発明に係るウラン濃縮度測定装置例の概略を
表す縦断面図で， 図２は，同じく別の装置例の側面図である。 1:配管（測定容器） 2:被測定液 3:γ線検出器 4:外部γ線線源 5,6:コリメータ 7:遮蔽体 8:測定配管（ウラン含有溶液） 9:Geγ線検出器 10:外部γ線線源 11:鉛製コリメータ（遮蔽体） 12:前置増幅器（マルチチヤンネル波高分析器に接続） 13:デュワ瓶 14:架台
表す縦断面図で， 図２は，同じく別の装置例の側面図である。 1:配管（測定容器） 2:被測定液 3:γ線検出器 4:外部γ線線源 5,6:コリメータ 7:遮蔽体 8:測定配管（ウラン含有溶液） 9:Geγ線検出器 10:外部γ線線源 11:鉛製コリメータ（遮蔽体） 12:前置増幅器（マルチチヤンネル波高分析器に接続） 13:デュワ瓶 14:架台
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 清水 準 茨城県那珂郡東海村大字村松４番地33 動 力炉・核燃料開発事業団東海事業所内 (56)参考文献 特開 昭54−140094（ＪＰ，Ａ) 特公 昭50−20866（ＪＰ，Ｂ１)
Claims (3)
- 【請求項１】（１）ウラン以外には、小原子番号の元素
しか実質的に含有していないウラン含有被測定溶液から
放出される235U特有のγ線の強度をγ線スペクトロメト
リーによって測定し； （２）一方、前記235U特有のγ線とは異なる特定エネル
ギーのγ線を発する外部線源からγ線を前記溶液に照射
し、溶液を透過してきた特定エネルギーのγ線の強度を
γ線スペクトロメトリーによって測定してその測定値よ
り前記溶液中のウラン濃度を計算し、求めたウラン濃度
から、前記溶液及び前記溶液以外のγ線透過物質による
前記の235U特有のγ線の減弱及び幾何学的効果に対する
補正因子を計算し； （３）測定した235U特有のγ線の強度と前記補正因子を
用いて235U濃度を計算し； （４）求めたウラン濃度と235U濃度より235U濃縮度を求
めることを行う、既知の基準試料を用いることなくウラ
ン濃縮度を測定する方法。 - 【請求項２】ウラン以外には、小原子番号の元素しか実
質的に含有していないウラン含有被測定溶液を流通させ
る測定容器と、該容器の外側に配された235U特有のγ線
とは異なるγ線を発する外部線源と、前記容器内から放
出される235U特有のγ線及び前記外部γ線線源から発せ
られ前記容器内溶液を透過してきたγ線の強度を測定す
るために、前記容器の外側に配されたγ線スペクトロメ
ータとを具備してなる、既知の基準試料を用いることな
くウラン濃縮度を測定する装置。 - 【請求項３】特許請求の範囲第２項に記載の装置であっ
て、γ線スペクトロメータが測定容器内から放出される
235U特有のγ線測定用のスペクトロメータと、外部γ線
線源に由来するγ線測定用のスペクトロメータとからな
る装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58013782A JPH0670675B2 (ja) | 1983-02-01 | 1983-02-01 | ウラン濃縮度測定法及び測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58013782A JPH0670675B2 (ja) | 1983-02-01 | 1983-02-01 | ウラン濃縮度測定法及び測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59141086A JPS59141086A (ja) | 1984-08-13 |
| JPH0670675B2 true JPH0670675B2 (ja) | 1994-09-07 |
Family
ID=11842813
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58013782A Expired - Lifetime JPH0670675B2 (ja) | 1983-02-01 | 1983-02-01 | ウラン濃縮度測定法及び測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0670675B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2972812B1 (fr) * | 2011-03-14 | 2014-02-07 | Franco Belge Combustibles | Dispositif de spectrometrie photonique, procede correspondant et utilisation du dispositif |
| CN105181719A (zh) * | 2015-10-19 | 2015-12-23 | 核工业理化工程研究院 | 一种溶液中铀浓度在线测量方法 |
| HUE069301T2 (hu) * | 2019-10-11 | 2025-02-28 | Umwelt Und Ingenieurtechnik Gmbh Dresden | Eljárás és eszköz radionuklidok mennyiségi meghatározására folyékony közegben |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5348142B2 (ja) * | 1973-06-25 | 1978-12-27 | ||
| JPS54140094A (en) * | 1978-04-24 | 1979-10-30 | Toshiba Corp | Method of measuring concentration of fissional material |
-
1983
- 1983-02-01 JP JP58013782A patent/JPH0670675B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59141086A (ja) | 1984-08-13 |
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