利用有机闪烁体与主动中子多重性计数对 $^{237}$Np 进行实测非破坏分析
仪器与探测器
2020-10-15 v1 核实验
摘要
在核保障背景下，非破坏分析的目的是在不过度耗时的情况下精确核查所申报的核材料样品质量。Np 是一个扩散关切问题，而高效分析其样品的能力是核查与保障工具箱中缺失的一环。该材料受与 U 相同的保障监督，以克量级申报，并被美国能源部归类为“其他核材料”。鉴于美国每年产生 3000 kg 的 Np，且其裸球临界质量为 40-60 kg，期望用一种能在 20 分钟测量中分辨 10 g Np 的系统来扩充保障工具箱。一种测量方式是中子多重性计数，它将探测到的多重性计数率与可裂变材料的数量联系起来。先前的仿真工作表明，基于有机闪烁体的多重性计数器可达到设计准则，而旗舰级的基于 He 的系统——超热中子多重性计数器，需要长得多的测量时间才能达到相同精度。本工作中，使用基于有机闪烁体和基于 He 的系统对 6 kg Np 球进行同步测量，以确认仿真研究中的趋势；基于有机闪烁体的系统在数分钟量级内达到中子双重多重性率 1% 的不确定度，而基于 He 的系统需要数天才能达到相同精度。总之，国际原子能机构应考虑开发和部署基于有机闪烁体的多重性计数器。
引用
@article{arxiv.2010.06587,
title = {Measured Nondestructive Assay of $^{237}$Np Using Organic Scintillators and Active Neutron Multiplicity Counting},
author = {Michael Y. Hua and Thomas A. Plummer and Jesson D. Hutchinson and George E. McKenzie and Shaun D. Clarke and Sara A. Pozzi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2010.06587},
year = {2020}
}
备注
Institute of Nuclear Material Management Annual Conference