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Applied radiation and isotopes : including data, instrumentation and methods for use in agriculture, industry and medicine2020Jun01Vol.160issue()

PGNAAで構成される散乱および吸収培地におけるソース位置のアクティブな尋問法の比較、およびアンベの準偏向方向ソース

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文献タイプ:
  • Journal Article
概要
Abstract

95%235Uおよび239PUを含む特別な核材料(SNM)のソース位置は、特許番号の方向性ソースを利用して特定されます。MCNP)。BC-408、HPGE、LABR3検出器アレイを使用して、各検出器に入射する合計カウントを使用してSNMの位置を識別し、ポリエチレンシールドのHPGEおよびLABR3検出器アレイのPGNAAフォトピークを識別しました。実施されたシミュレーションは、MCNP入力ファイルのSNMのボリュームと位置を変化させて、ソースの位置方式の動作を観察しました。ソースの識別に使用されるPGNAAフォトピークには、核分裂から61 keV、水素からの2.223 MEVプロンプトガンマ、511 KEV消滅、および水素からの迅速なガンマ相互作用からの単一および二重脱出ピークが含まれます。各検出器システムの機能は、1%の相対誤差以下で十分に解決されたフォトピークを取得し、F4およびF8の集計の合計相対誤差は0.015%の相対誤差でした。ソースと検出器の間の不均一な量のポリエチレンシールドを伴うSNMのソース予測は、過剰予測と無効なソースの位置予測を与えることが観察されました。SNMのソース位置は、ソースと各検出器の間にポリエチレン材料の量が均等であることが有効であることがわかりました。1 CI 241amのソースアクティビティでは、準型方向アンベ源を使用して各検出器システムの結果を得るために1630秒が必要であると判断されました。カップリングソースと材料の識別は、取得時間を増加させますが、決定するには1つのシステムのみが必要になります。

95%235Uおよび239PUを含む特別な核材料(SNM)のソース位置は、特許番号の方向性ソースを利用して特定されます。MCNP)。BC-408、HPGE、LABR3検出器アレイを使用して、各検出器に入射する合計カウントを使用してSNMの位置を識別し、ポリエチレンシールドのHPGEおよびLABR3検出器アレイのPGNAAフォトピークを識別しました。実施されたシミュレーションは、MCNP入力ファイルのSNMのボリュームと位置を変化させて、ソースの位置方式の動作を観察しました。ソースの識別に使用されるPGNAAフォトピークには、核分裂から61 keV、水素からの2.223 MEVプロンプトガンマ、511 KEV消滅、および水素からの迅速なガンマ相互作用からの単一および二重脱出ピークが含まれます。各検出器システムの機能は、1%の相対誤差以下で十分に解決されたフォトピークを取得し、F4およびF8の集計の合計相対誤差は0.015%の相対誤差でした。ソースと検出器の間の不均一な量のポリエチレンシールドを伴うSNMのソース予測は、過剰予測と無効なソースの位置予測を与えることが観察されました。SNMのソース位置は、ソースと各検出器の間にポリエチレン材料の量が均等であることが有効であることがわかりました。1 CI 241amのソースアクティビティでは、準型方向アンベ源を使用して各検出器システムの結果を得るために1630秒が必要であると判断されました。カップリングソースと材料の識別は、取得時間を増加させますが、決定するには1つのシステムのみが必要になります。

Source location of Special Nuclear Material (SNM) encompassing 95% 235U and 239Pu is identified by utilizing a directional source from Patent No: US20190013109A1 using Prompt Gamma Neutron Activation Analysis (PGNAA) and neutron spectroscopy simulated with Monte-Carlo N-Particle transport 6.2 (MCNP). BC-408, HPGe, LaBr3 detector arrays were used to identify the location of the SNM using total counts incident on each detector, and PGNAA photopeaks from HPGe and LaBr3 detector arrays in a polyethylene shield. The conducted simulations varied the volume and location of the SNM in the MCNP input files to observe how the source location method behaved. PGNAA photopeaks used for source identification include 61 keV from fission, 2.223 MeV prompt gamma from hydrogen, 511 keV annihilation, and a single and double escape peaks from the prompt gamma interaction from hydrogen. The capabilities of each detector systems to acquire well resolved photopeaks with a 1% relative error or less, and total relative error for F4 and F8 tallies were less than 0.015% relative error. Source predictions of the SNM with uneven amounts of polyethylene shielding between the source and detectors was observed to overpredict and give invalid source location predictions. Source locations of the SNM with even amounts of polyethylene material between the source and each detector were found to be valid. With a 1 Ci 241Am source activity, it was determined that 1630 s were needed to obtain the results for each detector system with the quasi-forward directional AmBe source. Coupling source and material identification together would increase acquisition time but would only require one system to determine.

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