(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＭおよびＮを、少なくとも１に等しい整数、但しＭ＋Ｎは４以上として、Ｍ個の核分裂同位元素を含む核分裂性物質および、Ｎ個の親同位元素を含む親物質を含む物体を、解析するためのプロセスであって、
−  前記物体が、熱中性子、エピサーマル中性子および高速中性子から構成される中性子束によって照射され、前記核分裂性物質において核分裂を生じさせる熱中性子と、前記核分裂性物質および親物質において核分裂を生じさせるエピサーマル中性子および高速中性子とを生じ、
−  前記中性子束は、パルスモードで作動する少なくとも１つの高速中性子源より発生した高速中性子を、熱中性子化手段により熱中性子化することにより発生し、
前記熱中性子化手段は、前記物体を内部に配置し、減速材からなる壁体によって少なくとも３つの側面を覆われた中央領域を含む格納部を具備し、前記高速中性子源が、当該格納部の第４の側面に配置され、中性子計数手段が、前記中央領域と前記減速材からなる壁体との間の、前記３つの側面に配置され、前記中央領域と前記高速中性子源との間および前記中央領域と前記中性子計数手段との間に、中性子増倍材料からなる壁体が設けられ、前記格納部の第４の側面を覆う中性子毒物質および減速材からなる壁体を具備し、前記増倍材に相当する壁体が、当該壁体と前記中央領域との間に配されており、
−  前記高速中性子源より発生した高速中性子の各パルスの後に、前記物体により発せられる即発および遅発中性子信号が前記中性子計数手段により測定され、かつ、当該各信号が、最後のパルスの後に合計を得るために蓄積され、
−  当該各信号の合計が、熱核分裂により生じた前記即発中性子の寄与率Ｓｐおよび、前記熱、エピサーマルおよび、高速核分裂により生じた前記遅発中性子の寄与率Ｓｒを決定するために使用され、
−  前記寄与率Ｓｐ，Ｓｒが、キャリブレーションによって予め決定された係数を用いて、前記Ｍ＋Ｎ個のそれぞれの同位元素の量の一次結合として表現され、
−  前記Ｍ＋Ｎ個のそれぞれの同位元素の量が、前記表現された寄与率Ｓｐ，Ｓｒおよび、前記Ｍ＋Ｎ個の同位元素の量についての情報の、少なくともＭ＋Ｎ−２個の追加の項目から決定され、当該追加の項目の情報が、前記Ｍ＋Ｎ個の同位元素の量の間の相互関係からなることを特徴とする放射性物質の解析プロセス。
【請求項２】
前記核分裂性物質および親物質が、ウラニウム２３５、ウラニウム２３８、プルトニウム２３９およびプルトニウム２４１からなることを特徴とする請求項１記載の放射性物質の解析プロセス。
【請求項３】
ＭおよびＮを、少なくとも１に等しい整数、但しＭ＋Ｎは４以上として、Ｍ個の核分裂同位元素からなる核分裂性物質および、Ｎ個の親同位元素からなる親物質を含む物体を、解析するための装置であって、
−  熱中性子、エピサーマル中性子および高速中性子からなる中性子束により前記物体を照射し、前記核分裂性物質で核分裂を生じさせる熱中性子と、前記核分裂性物質および親物質内で核分裂を生じさせるエピサーマル中性子および高速中性子とを生じさせる、パルスモードで作動する少なくとも１つの高速中性子源と、熱中性子、エピサーマル中性子および高速中性子からなる中性子束を発生させる熱中性子化手段であって、当該熱中性子化手段が、前記物体を内部に配置し、減速材からなる壁体によって少なくとも３つの側面を覆われた中央領域を含む格納部を具備し、前記高速中性子源が、当該格納部の第４の側面に配置されている照射手段と、
−  前記高速中性子源により発生した高速中性子の各パルスの後に、前記物体によって発せられた、即発および遅発中性子信号を計測、測定する中性子計数手段であって、当該中性子計数手段が、前記中央領域と前記減速材からなる壁体との間の、前記３つの側面に配置され、前記中央領域と前記高速中性子源との間および前記中央領域と前記中性子計数手段との間に、中性子増倍材料からなる壁体が設けられ、前記格納部の第４の側面を覆う中性子毒物質および減速材からなる壁体を具備し、前記増倍材に相当する壁体が、当該壁体と前記中央領域との間に配されており、そして
−  前記測定された即発および遅発中性子信号を最後のパルスの後に蓄積し、当該各信号の合計を獲得し、
熱核分裂により生じた、即発中性子の寄与率Ｓｐおよび、熱、エピサーマルおよび高速核分裂により生じた、遅発中性子の寄与率Ｓｒを決定するために、前記各信号の合計を使用し、
前記寄与率ＳｐおよびＳｒを、キャリブレーションによって予め決定された係数を用いて、Ｍ＋Ｎ個の同位元素の量の一次結合として表現し、そして
前記Ｍ＋Ｎ個の各同位元素の量が、前記寄与率Ｓｐ，Ｓｒおよび、前記Ｍ＋Ｎ個の同位元素の量に関連する情報の、少なくともＭ＋Ｎ−２個の追加の項目から決定される手段とを具備し、当該追加の項目の情報が、前記Ｍ＋Ｎ個の同位元素の量の間の相互関係からなることを特徴とする放射性物質の解析装置。
【請求項４】
前記各中性子計数手段が、中性子毒物質からなる壁体によって取り囲まれていることを特徴とする請求項３記載の放射性物質の解析装置。
【請求項５】
前記各中性子計数手段が、減速材からなる部材によって取り囲まれていることを特徴とする請求項３記載の放射性物質の解析装置。
【請求項６】
前記格納部の前記中央領域内で、前記物体を回転させる回転手段を具備することを特徴とする請求項３記載の放射性物質の解析装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
この発明は、放射性物質の中性子による測定を使用した、放射性物質の解析プロセスおよび解析装置に関するものである。
【０００２】
この発明は、これらの物質に対して放射能測定（言い換えると、外部放射線により制御された測定）を行うことにより、非破壊で（言い換えると、物体の物理的な状態に影響を与えることなく）これらの物質を解析するために使用することができる。
【０００３】
特に、この発明は、放射性物質の処理プロセスの制御、および放射性廃棄物パッケージの内容物の特性描写に適用することができる。これらのパッケージは、内部に、あるいは、予め基質内に被覆された放射性廃棄物を収容したコンクリート製または鋼製の容器である。
【０００４】
この発明は、特に、これらの放射性廃棄物内に存在する任意の化学物質の量を非破壊的に決定するために、これらの放射性廃棄物パッケージ内に収容される核分裂性物質および／または核分裂物質に変換可能な親物質の解析に適用可能である。
【０００５】
この発明は、放射性非破壊解析技術を使用した設備に、直接適用することができる。特に、核分裂性物質および／または親物質の解析は、残留燃料の量を計量するための手段である。
【０００６】
（技術水準）
放射性廃棄物パッケージ内に含有されているいくつかの核分裂性同位元素の量を非破壊で決定するために、適当な発生器により生起された１４ＭｅＶの中性子による中性子検査技術を含む、多くの測定方法が研究されている。
【０００７】
さらに詳細には、廃棄物パッケージ内に存在する核分裂性物質の熱核分裂によって生成された即発中性子および遅発中性子の測定が、刊行物、米国特許第４４８３８１６号明細書（J.T. Caldwell他）に開示されている。
【０００８】
一般に、パルス化された熱中性子束による物体の検査が、この物体内の核分裂性物質の存在を識別するために使用される。この種の方法は、通常、核分裂性同位元素、すなわち、ウラニウム２３５、プルトニウム２３９およびプルトニウム２４１を測定するために使用される。しかしながら、測定の検査には、核分裂性物質の同位体組成についての事前の知識が必要である。
【０００９】
上述した文献に開示されている技術によれば、このように特徴付けられる主な核分裂性同位元素は、ウラニウム２３３、ウラニウム２３５およびプルトニウム２３９である。種々の同位元素が、熱中性子から発せられる即発および遅発信号を使用して計量される。したがって、２つの一次方程式が得られる。第３の方程式は、パッシブ中性子（言い換えると、物質により自然に発せられる中性子）における一致を測定することにより得られる。したがって、複数のキャリブレーション係数（前もって計算されたもの）が知られていることを条件として、測定すべき物体内に存在する上述した核分裂性同位元素の種々の質量を計算することができる。
【００１０】
それにもかかわらず、この技術は、解析すべき物体内の、ウラニウム２３８のような親物質の存在および量について、何ら情報を与えるものではない。
【００１１】
（発明の説明）
この発明の目的は、この欠点を解消することである。
ウラニウム２３８の核分裂しきい値が、約１ＭｅＶのエネルギーレベルに配置されているので、核分裂性物質および親物質の特性描写には、検査用熱中性子束、エピサーマル中性子束および高速中性子束の使用が必要である。さらに、測定された中性子信号に対するウラニウム２３８の寄与率は、ウラニウム２３８の核分裂片によって発せられた遅発中性子に対してのみ使用することができる。したがって、測定された即発信号は、熱核分裂（核分裂性物質）により生成された中性子に相当し、遅発信号は、熱核分裂および高速核分裂（核分裂性物質および親物質）によって生成された中性子に相当している。
【００１２】
この発明は、測定すべき物体内に存在する核分裂性物質および／または親物質を特性描写するために、即発中性子および遅発中性子の検出により、熱、エピサーマルおよび高速検査を組み合わせたものである。
【００１３】
さらに詳細には、この発明は、物体、特に、核分裂性物質または親物質またはその両方を含有する放射性廃棄物パッケージを解析するためのプロセスに関するものである。核分裂性物質は、Ｍ個の核分裂性同位元素を含み、親物質は、Ｎ個の親物質同位元素を含み、Ｍ，Ｎは、少なくとも１に等しい整数である。このプロセスは、
−  物体に、熱中性子、エピサーマル中性子および高速中性子から構成される中性子束を照射することにより、高速中性子の最初のパルス列から、核分裂性物質における核分裂を生ずる熱中性子と、核分裂性物質および親物質における核分裂を生ずるエピサーマル中性子および高速中性子を生じ、
−  各パルスの後に物体によって発せられる即発中性子信号および遅発中性子信号が測定されて、これらの信号が、最後のパルス後に全ての信号の合計を得るために累積され、
−  この合計が、熱核分裂により生成される即発中性子の寄与率Ｓｐおよび熱核分裂、エピサーマル核分裂および高速核分裂により生成される遅発中性子の寄与率Ｓｒを決定するために使用され、
−  これら寄与率Ｓｐ，Ｓｒが、Ｍ＋Ｎ個の同位元素の量の一次結合として表現され、これら一次結合の係数がキャリブレーションによって事前に決定され、
−  Ｍ＋Ｎ個の同位元素の各々の量が、このように表現された寄与率Ｓｐ，ＳｒおよびＭ＋Ｎ個の同位元素の量についての少なくともＭ＋Ｎ−２個の追加の情報項目から決定されることを特徴としている。
例えば、この追加の情報は、Ｍ＋Ｎ個の同位元素の量の間の相互関係からなっていてもよい。
【００１４】
この発明に係るプロセスの一実施形態によれば、核分裂物質および親物質は、ウラニウム２３５、ウラニウム２３８、プルトニウム２３９およびプルトニウム２４１を含んでいる。
【００１５】
また、この発明は、物体、特に、核分裂性物質または親物質またはこれらの両方を含む放射性廃棄物パッケージを解析するための装置にも関連している。核分裂性物質は、Ｍ個の核分裂性同位元素を含み、親物質は、Ｎ個の親物質同位元素を含み、Ｍ，Ｎは少なくとも１に等しい整数である。この装置は、
−  熱中性子、エピサーマル中性子および高速中性子からなる中性子束によって物体を照射し、最初の高速中性子パルス列から、核分裂性物質において核分裂を生じさせる熱中性子と、核分裂性物質および親物質において核分裂を生じさせるエピサーマル中性子および高速中性子とを生じさせる手段と、
−  各パルス後に物体により発せられる即発および遅発中性子を測定するように設計された、中性子計数手段と、
−  そのように測定された信号を蓄積し、最終パルス後に、全ての信号の合計を計算し、熱核分裂により生成された即発中性子の寄与率Ｓｐと、熱、エピサーマルおよび高速核分裂により生成された遅発中性子の寄与率Ｓｒとを決定するために前記合計を使用し、Ｍ＋Ｎ個の同位元素の各々の量およびＭ＋Ｎ個の同位元素の量に関連する少なくともＭ＋Ｎ−２個の追加の情報項目を決定するために前記寄与率Ｓｐ，Ｓｒを使用し、寄与率Ｓｐ，Ｓｒをこれらの量の一次結合として表現し、該一次結合の係数をキャリブレーションによって予め決定する信号処理手段とを具備することを特徴としている。
【００１６】
この発明に係る装置の好ましい態様によれば、前記照射手段は、
−  パルス化モードで作動する少なくとも１つの高速中性子源と、
−  これらの高速中性子を熱中性子化させる手段と
を具備している。
【００１７】
熱中性子化手段が、内部に物体が配置され、その少なくとも３つの側面が減速材層によって囲われた中央領域を含む容器を具備し、前記中性子源が、この容器の第４の側面に配置され、中性子計数手段が、前記中央領域と前記減速材層との間において、前記３つの側面に配置され、増倍材料層が、前記中央領域と前記中性子源との間、および、前記中央領域と中性子計数手段との間に設けられていることが好ましい。
【００１８】
また、各中性子計数手段は中性子毒材料層によって取り囲まれていてもよい。  また、各中性子計数手段は減速材層によって取り囲まれていてもよい。
【００１９】
また、この発明に係る装置は、容器の第４の側面を覆う中性子毒および減速材からなる壁面を具備していてもよく、増倍材料に相当する層が、これらの壁面と中央領域との間に配されていてもよい。
【００２０】
また、この発明に係る装置は、容器の中央領域内部において物体を回転させる手段を具備していてもよい。
【００２１】
（図面の簡単な説明）
この発明は、添付図面を参照して、限定しない方法で、指標としてのみ与えられる、以下の実施形態の説明を読むことにより、より良好に理解される。
・図１は、この発明に係るプロセスにおけるステップを概略的に示している。
・図２は、この発明に係る装置の一実施形態の内部を、一部を破断して概略的に示す斜視図である。
・図３は、図２の装置を概略的に示す横断面図である。
・図４は、この発明の他の実施形態に係る装置の内部を、一部を破断して概略的に示す斜視図である。
・図５は、図４の装置を概略的に示す横断面図である。
【００２２】
（発明の実施形態の詳細な説明）
この発明に係るプロセスは、核分裂性物質または親物質またはその両方を含有する物体内において、核分裂反応を誘起するために、熱、エピサーマルおよび高速の検査中性子束を使用する。この中性子束は、パルスモードで作動し、例えば、Ｄ−Ｔ核融合反応を用いて、例えば、約１４ＭｅＶのエネルギを有する高速中性子を発生させる少なくとも１つの中性子発生源を使用して得ることができる。適合される熱中性子化セルは、熱中性子束、エピサーマル中性子束および高速中性子束を得るために使用される。第１に、熱中性子が、核分裂性材料内に核分裂反応を誘起し、第２に、エピサーマル中性子および高速中性子が、核分裂性物質および親物質内において核分裂反応を生じさせる。
【００２３】
さらに、各中性子パルス後に信号が累積される測定方法の使用は、熱核分裂により生成される即発中性子の寄与率と、同じ信号において、熱、エピサーマルおよび高速核分裂により生成される遅発中性子の寄与率とを区別する手段である。エピサーマルおよび高速核分裂反応は瞬間的なので、熱核分裂のみが即発信号に寄与し、したがって、それらの寄与率は、検査中性子に相当する信号部分に埋没する。
【００２４】
中性子束を増加させ、それによって、測定感度を増加させるために、２以上のパルス化された中性子源を使用してもよいことを一言しておく。
高速中性子パルスの数は、非常に多く、例えば、数百万にも及ぶ。このことは、必要な精度および検出限界に依存している。
【００２５】
パルス化された高速中性子源および連続測定を使用する、この発明に係るプロセスの原理は、図１に概略的に示されている。
したがって、解析される物体、例えば、放射性廃棄物パッケージは、中性子源からのパルスによって生起された（そして、図２〜図５の説明において以下に見られるように得られる）熱、エピサーマルおよび高速中性子の照射を受ける。
【００２６】
図１は、横軸を時間ｔ、縦軸（対数目盛）を１秒当たりのカウント数Ｃ（ｓ−１）として示している。
【００２７】
中性子パルスＩ１（第１パルス），Ｉ２，Ｉ３，…，Ｉｎ−１ およびＩｎ （最終パルス）が、図示されている。発生器の周期は符号Ｔで示されている。最終パルスの終端は、符号Ｔｉとして示される瞬間に生ずる。符号Ｓ１で示される信号パルスは、２つのパルス（Ｓ２），３つのパルス（Ｓ３），…，ｎ−１個のパルス（Ｓｎ−１）およびｎ個のパルス（Ｓｎ）による積分された信号とともに示されている。
【００２８】
したがって、各ソースパルス後に発せられるｓｐのような即発中性子信号、および、ｓｒのような遅発中性子信号が測定され、これらの信号が累積される。熱核分裂により生成される即発中性子の寄与率Ｓｐおよび熱、エピサーマルおよび高速核分裂により生成される遅発中性子の寄与率Ｓｒが、積分された信号Ｓｎから決定される。
これにより、パッケージ内に配されている残留燃料についての情報Ｓｐ，Ｓｒの２つの項目が、単一の測定において決定される。
【００２９】
この発明によれば、これらの結果は、例えば、必要な同位元素質量に関連し、燃料再生プラントにおける運転経験に関連する計算プログラムにより得られる相関のような、少なくとも２つの他の情報項目と組み合わせられる。
【００３０】
例えば、パッケージは、残留ウラニウム２３５，ウラニウム２３８、プルトニウム２３９およびプルトニウム２４１を含んでいるものと仮定する。この情報全ては、例えば、以下の連立方程式の形態で記述することができる。
Ｓｐ＝ａ１ｍ（２３５Ｕ）＋ａ２ｍ（２３８Ｕ）＋ａ３ｍ（２３９Ｐｕ）＋ａ４ｍ（２４１Ｐｕ）
Ｓｒ＝ｂ１ｍ（２３５Ｕ）＋ｂ２ｍ（２３８Ｕ）＋ｂ３ｍ（２３９Ｐｕ）＋ｂ４ｍ（２４１Ｐｕ）
Ｒ１＝ｍ（２３５Ｕ）／ｍ（２３８Ｕ）
Ｒ２＝ｍ（２４１Ｐｕ）／ｍ（２３９Ｐｕ）
ここで、
Ｓｐ＝熱核分裂により生成される即発中性子により生ずる信号（個／秒）、
Ｓｒ＝熱、エピサーマルおよび高速核分裂により生起される遅発中性子により生ずる信号（個／秒）、
Ｒ１＝ウラニウム２３５同位元素の質量ｍ（２３５Ｕ）とウラニウム２３８同位元素の質量ｍ（２３８Ｕ）との間の相関、
Ｒ２＝プルトニウム２３９同位元素の質量ｍ（２３９Ｐｕ）とプルトニウム２４１同位元素の質量ｍ（２４１Ｐｕ）との間の相関、
ａｉ，ｂｉ（ここで、ｉ＝１〜４）：既知の物体（その質量がグラムで表現されている）を用いて得られるキャリブレーション係数（個・ｓ−１・ｇ−１）
である。
【００３１】
キャリブレーション係数ａ２は、事象２３８Ｕにおいて、親物質が、即発中性子により生ずる測定信号に関与しないので、ゼロである。
これらの方程式の解により、求める質量が与えられる。
【００３２】
この発明に係るプロセスの利点は、測定すべき物体内に存在する核分裂性物質および親物質が、１つまたは複数のパルス化された高速中性子源、例えば、１以上のパルス化された１４ＭｅＶの中性子の発生器を使用して同時に「検査される」という事実によるものである。
【００３３】
この着想（詳細は後述）によれば、このプロセスを実行するために使用される装置は、高速成分を増幅しながら、熱、エピサーマルおよび高速中性子束を生成することができる。
これにより、核分裂性物質と親物質との間の対比が改善される。
【００３４】
さらに、関連する連続獲得方法の使用により、遅発信号の測定感度を大幅に改良することができ、それによって、遅発核分裂中性子の貧弱な統計を克服することができる。さらに、例えば、検索された異なる同位元素の、質量、量、原子または他の比率を含む相関のような追加の情報の結合は、廃棄物内に存在する核分裂性同位元素および親物質同位元素の各々を別々に計量する手段である。したがって、この各同位元素の計量は、解析物体に対する単一かつ唯一の中性子測定に従って得られる。
【００３５】
図２に一部を破断して斜視的に示され、図３に横断面として示される、この発明に係る装置は、物体、例えば、放射性廃棄物容器２の特性を与えるように設計されている。
【００３６】
この装置は、
−  熱、エピサーマルおよび高速中性子束により容器２を照射する手段と、
−  各パルス後に容器によって発せられた即発および遅発中性子信号を測定する中性子計数手段４と、
−  これらの信号を蓄積するために測定された信号を処理し、かつ、これらの信号の合計を、熱核分裂により生起された即発中性子の寄与率Ｓｐおよび熱、エピサーマルおよび高速核分裂により生起された遅発中性子の寄与率Ｓｒを決定し、上述した廃棄物の核分裂性同位元素および親物質同位元素の各々の質量を決定するために使用する信号処理手段６と
を具備している。
【００３７】
前記照射手段は、パルスモードにおいて作動する高速中性子発生器８と、熱、エピサーマルおよび高速中性子束を得るための、これら高速中性子の熱中性子化格納部１０とを具備している。
【００３８】
この格納部は、前記容器２が固定される中央領域１２を具備している。この中央領域の横断面形状は、ほぼ正方形であり、減速材、例えば、グラファイトからなる壁体１４によって囲われている。
【００３９】
この壁体の部分１６は、前記容器を前記中央領域内に挿入することができるように、例えば、図２に示されているレール上に据え付けられることによって移動可能である。
【００４０】
図２は、開かれた状態の格納部を示し、図３は、（容器が中性子によって照射される）閉じられた状態の格納部を示している。前記移動部分１６に対面する壁体１４は、その一部に、前記中性子発生器８が収容される空間２０を具備している。
【００４１】
前記中性子計数手段は、壁体１４の移動部分１６、および、この移動部分１６に隣接し、相互に対面する壁面の２つの部分に備えられた中性子検出ブロック４である。
【００４２】
増倍材料、例えば、鉛からなる部材２２は、発生器と中央領域１２との間に挿入されている。同時に、この増倍材料からなる他の部材２４は、各検出ブロックのグループとこの中央領域との間に挿入されている。
【００４３】
さらに、各検出ブロック４は、中性子毒材料、例えば、カドミウムのような材料からなり、他の減速材２８、例えば、ポリエチレンによって取り囲まれた、例えば、３Ｈｅ検出器等の中性子カウンタを収容する層２６によって取り囲まれている。
【００４４】
前記格納部は、その上部をグラファイトカバー３０によって閉じられている。また、該格納部の下部は、これもグラファイトからなる底部３２によって閉じられている。この格納部も、例えば、鋼製のベース３４上に支持されている。
【００４５】
図２に示された装置は、前記発生器８が配置された壁体１４の部分に向かって、または、該壁体１４から離れる方向に移動することができるように、ベース３４に固定されたレール３８上を自由に移動する壁体３６をも具備している。この移動壁体３６は、図２に示される場合には、前記壁体１４から離間しており、図３に示される場合には、この壁体１４と接触している。
【００４６】
この移動壁体３６は、中性子毒および減速材からなり、例えば、前記発生器が配置されている壁体１４部分に対面する表面を炭化ホウ素層４２によって被覆したグラファイトからなる部材４０から構成されていてもよい。
【００４７】
発生器８によって、前記移動壁３６に向かって発せられた高速中性子は、グラファイト部材４０によって熱中性子化され、炭化ホウ素層４２によって吸収されるので、容器２に戻ることはない。この移動壁体３６は、中性子束を調節するために使用することができる。
【００４８】
容器２を中性子によって均一に照射するために、この容器２を、格納部の中央領域内で回転させる手段が設けられていてもよい（図２）。この回転手段は、容器を載置するプレート（図示略）と、該プレートを回転させる手段とを具備している。前記プレート回転手段は、例えば、該プレートにしっかりと固定された、前記格納部１０の底部３２を貫通するシャフト４４と、図示しないモータによって回転させられ、ギヤボックス４８内に収容されたギヤによって前記シャフト４４を回転させる他のシャフト４６とを具備している。
【００４９】
即発信号および遅発核分裂信号をカウントするために用いられる前記ブロック検出器４は、所定のエネルギにおいて感度を最適化するための公知の方法で最適化されていることが好ましい。
これらの装置が、その作動に必要な電源（図示略）に接続され、格納部１０の外部に配置されている信号処理手段６にも接続されていることは明らかである。
【００５０】
検出ブロック４の前方に配置された鉛部材２４は、放射線遮蔽機能を有している。測定される容器は、非常に高い放射能を有し、特に、高いγ線を発することがある。したがって、カウンタを、最適な条件下で使用するために、保護する必要がある。
【００５１】
発生器８からの中性子出力は、鉛部材２２，２４に入り、（ｎ，２ｎ）型の反応がそれらに適用される。これにより、検査中性子束の強度を約６０％増大させることができる。
【００５２】
したがって、各検査中性子は、次の２つのとり得る方法で相互作用することができる。
１）  中性子は、減速材、構造物内の材料および測定される物体自体によって十分に、熱エネルギに達するまで減速される。したがって、測定すべき物体内の核分裂性物質（例えば、２３５Ｕ，２３９Ｐｕ，２４１Ｐｕ）における核分裂反応を誘起する。
２）  中性子は減速されるが、そのエネルギは、約１ＭｅＶより高い。したがって、測定すべき物体内においては、核分裂性物質（例えば、２３５Ｕ，２３９Ｐｕ，２４１Ｐｕ）のみならず、親物質（例えば、２３８Ｕ）においても核分裂反応を誘起する。
【００５３】
熱核分裂によれば、２ＭｅＶの平均エネルギを有するいくつかの高速中性子（各核分裂ごとに平均２〜３個）が瞬間的に発せられ、これらは、即発中性子である。それらは、中性子を吸収し高速中性子に対してのみ感度を高める中性子毒材料、例えば、カドミウムによって取り囲まれたブロック４において検出される。
【００５４】
これは、発生器８によって生成され、測定時には熱中性子になる中性子による暗騒音のほとんどを消滅させる手段である。しかしながら、即発中性子信号は、別の暗騒音、主として、「アクティブ暗騒音」（汚染物質のないアクティブ信号）および汚染物質から発せられるパッシブ中性子による暗騒音に重ね合わせられる。
【００５５】
発生器のパルス後の数百マイクロ秒間に誘起される信号が非常に大きいので、即発中性子の測定は、発生器内の中性子が十分に熱中性子化されるまで開始することはできない。その結果、この最初の測定段階の間に生成される全ての即発中性子、および、特に、発生器からの高速中性子により誘起される核分裂反応により生起される中性子は、暗騒音の中に埋没するので検知することができない。
【００５６】
遅発核分裂中性子による信号は、別の暗騒音に重ねられる。その最も重要なものは、汚染物質からの受動的中性子放射である。遅発中性子からの信号は、その放射時間が、この期間と比較して非常に長いので、測定サイクル中、約１０ｍｓ間は、一定のものとして現れる。これらは、いくつかの核分裂性物質のβ崩壊に続いて開始する核分裂反応後の数百ミリ秒から数十秒後に開始する。したがって、検出した遅発中性子は、前の測定サイクルから開始しているものである。
【００５７】
高速中性子によって誘起された核分裂反応により生起される遅発中性子は、遅発中性子信号に寄与する。遅発中性子の放射は、それを生起する核分裂反応後に遅れるので、高速またはエピサーマル中性子により、または熱中性子により誘起された核分裂反応によって生起される遅発中性子を検出することが可能である。
【００５８】
高速またはエピサーマル核分裂反応から発せられる即発中性子を検出することはできないので、重要なことは、親物質（例えば、２３８Ｕ）が遅発中性子信号に寄与するが、即発中性子信号には寄与しないということである。熱エネルギにおけるこの同位元素の有効な核分裂断面積は、核分裂同位元素の断面積と比較して非常に小さく、即発中性子の測定中における検査中性子のエネルギスペクトルは純粋に熱的であるので、即発中性子信号に対するその寄与度が、完全に無視し得るものとなる。
【００５９】
しかしながら、ウラニウム２３８の有効核分裂断面積は、１ＭｅＶを超える核分裂同位元素の核分裂断面積と同程度の大きさのものである。さらに、この同位元素は、しばしば、汚染物質内に大きな比率で存在するので、核分裂同位元素による信号と比較して無視することができない遅発信号を誘起する。
【００６０】
信号の取得中には、連続計数方法が使用される。したがって、高速および遅発中性子の全信号に対する寄与率に起因する情報、例えば、ウラニウム同位元素２３５Ｕ，２３８Ｕ、プルトニウム同位元素２３９Ｐｕ，２４１Ｐｕの質量比率のような相関に関連した情報が上述した各同位元素を計量するために用いられる。
【００６１】
この発明に係る他の装置は、図４および図５に概略的に示されている。図４は、この装置の縦断面を示す斜視図であり、図５は、横断面を示す平面図である。  図４および図５に示された装置も、例えば、放射性廃棄物容器２を収容する中央領域１２を具備し、例えば、鉛のような増倍材からなる４枚の壁体５０によって囲まれた格納部を具備している。
【００６２】
中性子カウンタ５２は、これらの壁体の内の３つの外側に配置され、これらの壁体に隣接し、減速材、例えば、ポリエチレンによって取り囲まれている。２つのパルス化された高速中性子発生器８が、第４の壁体５０の外側に、該壁体に隣接して配置されている。
図５に示されているように、減速材、例えば、グラファイトからなる壁体５４が、中性子カウンタに接触状態に配置されている。
【００６３】
吸収材、例えば、ホウ酸ポリエチレンからなる部材５８が、中性子発生器が配置されている表面を除き、このようにして組み立てられた組立体の表面を覆っている。さらに、減速材、例えば、ポリエチレンからなる部材６０が、吸収材からなる部材５８を被覆している。
【００６４】
図５は、中性子カウンタ５２により出力された信号を処理する信号処理手段をも示している。中性子毒材料、例えば、カドミウム層（図示略）が、中性子検出器を被覆している。
【００６５】
例えば、プラスチック材料からなる密封層６２が壁体５０を取り囲んでいる。  図４は、例えば、鋼製の汚染物質のベース６４を示している。また、装置を取り囲む種々の厚さのコンクリート６６をも示している。
【００６６】
容器を回転させる手段も設けられている。この手段は、ベース６４を貫通するシャフト７２を通過する適当な機構７０によって回転させられる、回転プレート６８を具備している。
【００６７】
図４および図５の装置の上部は、鋼製のプレート７４によって覆われている。このプレートには、格納部の中央領域に面する開口部が設けられている。この開口部は、この領域内に容器２を配置するとともに、測定後に容器２を装置外に取り出すために使用される。さらに、この開口部は、把持システム７８によって固定される、例えば、鋼製のカバー７６によって閉鎖されている。このカバーは、減速材、例えば、ポリエチレンからなる部材８０によって、下方に延長されている。
【００６８】
図４は、中性子発生器８に対面し、かつ、間隔を開けて離れて配置されているコンクリート製の固定壁８２をも示している。前記発生器に対面するこの壁体８２の表面には、２つの中性子発生器８によって発せられた中性子の数を決定するように構成された中性子束モニタ８４が固定されている。
【００６９】
コンクリート壁８２の他の面には、図４および図５に示された装置の保守のための開口（図示略）を通してこの装置内に貫通することができる適当な手段（図示略）が設けられていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明に係るプロセスのステップを概略的に示している。
【図２】  この発明に係る装置の一実施形態の内部を、一部を破断して概略的に示す斜視図である。
【図３】  図２の装置を概略的に示す横断面図である。
【図４】  この発明の他の実施形態に係る装置の内部を、一部を破断して概略的示す斜視図である。
【図５】  図４の装置を概略的に示す横断面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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