Comparative study of Monte Carlo particle transport code PHITS and nuclear data processing code NJOY for PKA energy spectra and heating number under neutron irradiation

粒子輸送計算コードPHITSと核データ処理コードNJOYを用いた中性子照射環境下でのPKAエネルギースペクトル及びカーマに関する比較研究

岩元 洋介   ; 小川 達彦   

Iwamoto, Yosuke; Ogawa, Tatsuhiko

国際原子力機関(IAEA)では国際共同研究活動(CRP)として、放射線損傷断面積データの評価や見直し等を進めている。本CRPの第2回会合で、最も広く使用されている核データ処理コードNJOYにより計算された一次はじき出し原子(PKA)スペクトルとカーマの検証の提言を受けて、核データに関連する技術会合が開催された。われわれは、原子炉等の構造材について、JENDL4.0, ENDF/BVII.1及びTENDL2015の核データライブラリを用いて、粒子輸送計算コードPHITSとNJOYによるPKAスペクトル及びカーマの計算を行った。その結果、ENDF/BVII.1とTENDL2015の多くの核種に対して、PHITSとNJOYの両手法によるPKAスペクトルの差異は小さいことがわかった。また、中性子エネルギー10eV以下において、TENDL2015の多くの核種に対するNJOYを用いた中性子カーマの計算は、生成線エネルギーデータの不具合からカーマを正しく導出しないことがわかった。一方で、線エネルギーをモデルに従い計算できるPHITSは、正しくカーマを計算できることを示した。今後のCRP活動では、PHITSコードを活用して、多くの核種に対するNJOYにより導出された放射線損傷断面積データの検証を実施する。

IAEA evaluates and reviews data about radiation damage cross sections under the Coordinated Research Project (CRP). The second CRP meeting recommended verification of PKA spectra and kerma using nuclear data processing code NJOY in the other technical meeting related with nuclear data. A presenter calculated PKA spectra and kerma using PHITS and NJOY with nuclear data libraries. It is found that the discrepancy of PKA spectra between PHITS and NJOY is small for many elements and NJOY+TENDL2015 cannot calculate kerma in the neutron energy region below 10 eV due to wrong data for production energy. In future work, we will continue to verify radiation damage cross sections using NJOY and PHITS for many elements.