図1は、半減期の短い核分裂生成物⁸⁸Krと¹³⁵Xeの放射能測定によって、原子炉格納容器（PCV）や燃料デブリ貯蔵キャニスタ内の中性子増倍率（k_eff）を推定する応用方法のイメージです。この方法では、燃料デブリ貯蔵キャニスタ（図1上）やPCV（図1下）の様々な場所からガスを採取します。⁸⁸Krや¹³⁵Xeのような希ガスから放出されるガンマ線測定の利点は、ガンマ線のバックグラウンドが比較的低い場所で測定ができることです。また、事前に求めた⁸⁸Kr/¹³⁵Xeの放射能比とk_eff の関係（図2、図3）から、ガス採取点での臨界性を評価します。

これまでに開発した未臨界燃焼計算コードを、燃料デブリ貯蔵キャニスタ及びPCVの廃止措置プロセスにおける様々な燃料デブリ条件に適用しました。燃料デブリ貯蔵キャニスタをモデル化し、様々な燃料デブリ組成に対するk_eff と⁸⁸Kr/¹³⁵Xeの放射能比 (A(⁸⁸Kr/¹³⁵Xe)) の相関を調べました。また、PCVをモデル化し、様々な形状におけるk_eff -A(⁸⁸Kr/¹³⁵Xe)相関を調べました。

その結果、燃料デブリ貯蔵キャニスタの臨界性と A(⁸⁸Kr/¹³⁵Xe)の相関は線形であり、k_eff -A(⁸⁸Kr/¹³⁵Xe)の相関は燃料デブリ貯蔵キャニスタやPCVのような形状にほぼ影響されないことが分かりました。これらの結果は、ガンマ線のバックグラウンドが比較的低い場所で測定できる放射能比 A(⁸⁸Kr/¹³⁵Xe)が臨界性のモニタリングに使用できることを示しています。

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