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Enregistrement W1492155944 · doi:10.2172/1022713

Nuclear Resonance Fluorescence for Safeguards Applications

2011· report· en· W1492155944 sur OpenAlexfundno aff
Bernhard Ludewigt, Brian J. Quiter, Scott D. Ambers

Notice bibliographique

Revuenon disponible
Typereport
Langueen
DomainePhysics and Astronomy
ThématiqueNuclear Physics and Applications
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesSchweizerischer Nationalfonds zur Förderung der Wissenschaftlichen ForschungOffice of Nuclear EnergyNational Institute of Standards and TechnologyCanadian Foundation for Dietetic ResearchU.S. Department of Energy
Mots-clésElastic scatteringScatteringPhysicsRayleigh scatteringNuclear physicsComputational physicsPhotonOptics

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

In nuclear resonance fluorescence (NRF) measurements, resonances are excited by an external photon beam leading to the emission of {gamma} rays with specific energies that are characteristic of the emitting isotope. The promise of NRF as a non-destructive analysis technique (NDA) in safeguards applications lies in its potential to directly quantify a specific isotope in an assay target without the need for unfolding the combined responses of several fissile isotopes as often required by other NDA methods. The use of NRF for detection of sensitive nuclear materials and other contraband has been researched in the past. In the safeguards applications considered here one has to go beyond mere detection and precisely quantify the isotopic content, a challenge that is discussed throughout this report. Basic NRF measurement methods, instrumentation, and the analytical calculation of NRF signal strengths are described in Section 2. Well understood modeling and simulation tools are needed for assessing the potential of NRF for safeguards and for designing measurement systems. All our simulations were performed with the radiation transport code MCNPX, a code that is widely used in the safeguards community. Our initial studies showed that MCNPX grossly underestimated the elastically scattered background at backwards angles due to an incorrect treatment of Rayleigh scattering. While new, corrected calculations based on ENDF form factors showed much better agreement with experimental data for the elastic scattering of photons on an uranium target, the elastic backscatter is still not rigorously treated. Photonuclear scattering processes (nuclear Thomson, Delbruck and Giant Dipole Resonance scattering), which are expected to play an important role at higher energies, are not yet included. These missing elastic scattering contributions were studied and their importance evaluated evaluated against data found in the literature as discussed in Section 3. A transmission experiment was performed in September 2009 to test and demonstrate the applicability of the method to the quantitative measurement of an isotope of interest embedded in a thick target. The experiment, data analysis, and results are described in Section 4. The broad goal of our NRF studies is to assess the potential of the technique in safeguards applications. Three examples are analyzed in Section 5: the isotopic assay of spent nuclear fuel (SNF), the measurement of {sup 235}U enrichment in UF{sub 6} cylinders, and the determination of {sup 239}Pu in mixed oxide (MOX) fuel. The study of NRF for the assay of SNF assemblies was supported by the Next Generation Safeguards Initiative (NGSI) of the U.S. Department of Energy as part of a large multi-lab/university effort to quantify the plutonium (Pu) mass in spent nuclear fuel assemblies and to detect the diversion of pins with non-destructive assay (NDA) methods. NRF is one of 14 NDA techniques being researched. The methodology for performing and analyzing quantitative NRF measurements was developed for determining Pu mass in SNF and is extensively discussed in this report. The same methodology was applied to the assessment of NRF for the measurement of {sup 235}U enrichment and the determination of {sup 239}Pu in MOX fuel. The analysis centers on determining suitable NRF measurement methods, measurement capabilities that could be realized with currently available instrumentation, and photon source and detector requirements for achieving useful NDA capabilities.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,002
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Sans objet · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Autre · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,017
Score d'incertitude au seuil0,056

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,002
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0000,001
Études des sciences et des technologies0,0010,001
Communication savante0,0010,002
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0020,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0170,004

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,034
Tête enseignante GPT0,293
Écart entre enseignants0,260 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeSans objet
Domainenon disponible
GenreAutre

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations11
Publié2011
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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