Abstract
本研究係利用非破壞性加馬能譜量測法，以高純鍺偵檢器測量TRIGA核燃料分裂產物之活性，並運用疊代計算法發展計算程式，以評估並推導核燃料之燃耗值。文獻顯示，在傳統上一般皆使用長半衰期分裂產物來分析核燃料的燃耗，但在1986年至1990年期間，清華大學另行發展並建立了一套新的燃耗分析方法，利用片狀MTR用過燃料，將其重新置於反應器爐心再照射，而後量測其中堆積之短半衰期分裂產物140La的活性，再推導出燃料之燃耗值。此一方法的特色是可以在欠缺燃料過去照射歷史的情形下，仍推算出燃料之燃耗值。本研究之目的是希望推廣上述的方法，以短半衰期分裂產物97Zr/97Nb、132I、及140La的活性作為燃耗值指標，分析並推導棒狀TRIGA核燃料之燃耗值。以照射時間、分裂產率、分裂截面、中子通率、以及測得的分裂產物活性為基礎，可建立起疊代計算法，得到用過燃料中所剩餘的235U原子數密度，再由此轉換成燃料燃耗值。然而，由於TRIGA燃料與MTR燃料之間有幾何形狀（前者為棒狀，後者為片狀）和235U濃縮度（前者為20%，後者為93%）的差異，故雖有過去MTR用過燃料燃耗之分析基礎，但是當應用此方法於TRIGA燃料燃耗分析時，除了需要修正燃料內部中子通率及自我屏蔽因子的評估外，另外還必須考慮來自239Pu分裂的影響。本文中運用WIMS計算程式進行TRIGA燃料晶格分析，來修正以上影響因素，並進而建立起TRIGA燃料燃耗量測的新分析方法。經使用新方法評估TRIGA全新燃料中的235U含量（235U濃縮度已知為20%，即相當的燃耗值為0%），其平均誤差在3%以內。運用此方法評估TRIGA用過燃料燃耗值，其結果與傳統長半衰期分裂產物137Cs活性、134Cs /137Cs活性比、及106Ru/137Cs活性比方法所推導的燃耗結果相比較，兩者顯示具一致性，兩者之平均誤差在5%以內。