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論文

Calculation of low-energy electron antineutrino spectra emitted from nuclear reactors with consideration of fuel burn-up

Riyana, E. S.*; 須田 翔哉*; 石橋 健二*; 松浦 秀明*; 片倉 純一*; Sun, G. M.*; 片野 好章

Journal of Nuclear Science and Technology, 56(5), p.369 - 375, 2019/05

原子炉は主に核分裂片のベータ崩壊チェインから多数の反電子ニュートリノを生成し、それらのニュートリノは主にMeV程度のエネルギーを有することが知られている。一方、エネルギーkeV程度の低エネルギーニュートリノは燃料の燃焼の情報を含むと考えられ、その低エネルギーニュートリノは計測技術の進歩により将来的に測定可能になる可能性がある。そこで、著者らはkeV領域の低エネルギーニュートリノの生成に注目した。本研究では、典型的なPWRとその他の型の原子炉について低エネルギーニュートリノスペクトルを示し、それらは燃料の燃焼に従って低Q値をもつ核種が蓄積されるにつれて生成が増えることを示した。

論文

A Method for the prediction of the dose rate distribution in a primary containment vessel of the Fukushima Daiichi Nuclear Power Station

奥村 啓介; Riyana, E. S.; 佐藤 若英*; 前田 裕文*; 片倉 純一*; 鎌田 創*; Joyce, M. J.*; Lennox, B.*

Progress in Nuclear Science and Technology (Internet), 6, p.108 - 112, 2019/01

福島第一原子力発電所(1F)の原子炉格納容器(PCV)内における線量率分布の予測手法を確立するため、以下の一連の計算を行った。(1)事故時の燃料組成を得るための燃焼計算、(2)不純物を含む炉内構造物の放射化計算、(3) IRIDによる事故解析の結果に基づくPCV中のCs汚染分布の推定、(4) PCV内の放射性核種の崩壊計算、(5)線量率を得るための光子輸送計算。これらの計算の後、ドライウェル周辺のCs濃度を、IRIDによるPCV調査で測定された局所線量率の結果と一致するように修正した。

論文

Development of ROV system to explore fuel debris in the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant

鎌田 創*; 加藤 道男*; 西村 和也*; Nancekievill, M.*; Watson, S.*; Lennox, B.*; Jones, A.*; Joyce, M. J.*; 奥村 啓介; 片倉 純一*

Progress in Nuclear Science and Technology (Internet), 6, p.199 - 202, 2019/01

福島第一原子力発電所の格納容器(PCV)内の水中燃料デブリ分布を調査するための技術開発として、小型のROVに搭載するソナーシステムの開発実験を行っている。実験は、PCVを模擬し、異なるサイズのソナー、超音波周波数、ビームスキャニング法を用いて、深さの異なる2種類の水槽で実施した。その結果、模擬デブリの形状識別性能と狭い閉空間でのマルチパスによるノイズを特徴付けた。

論文

Analytical studies of three-dimensional evaluation of radionuclide distribution in zeolite wastes through gamma scanning of adsorption vessels

松村 太伊知; 永石 隆二; 片倉 純一*; 鈴木 雅秀*

Nuclear Science and Engineering, 192(1), p.70 - 79, 2018/10

 パーセンタイル:100(Nuclear Science & Technology)

これまでTMI-2事故時の汚染水処理に用いた水没式の脱塩システム(SDS)に対して、アスペクト比の小さな吸着塔を円筒形状に近似して、その軸方向のみを対象にしたgammaスキャニングに関する解析的研究を進めてきた。本研究では、事故時の報告書をもとに再現した現実系の軸方向のスキャニングを模擬した計算を行い、円筒形状の結果と比較するとともに、径方向のスキャニングも新たに試みて、吸着塔内の核種分布の3次元評価の可能性を模索した。吸着塔の上面および底面からの径方向のスキャニングの模擬計算では、ゼオライト充填層中に仮想的なディスク形状とシェル形状に設定したCs-137がそれぞれ明瞭に観察可能であることを確証した。

論文

Development of a radiological characterization submersible ROV for use at Fukushima Daiichi

Nancekievill, M.*; Jones, A. R.*; Joyce, M. J.*; Lennox, B.*; Watson, S.*; 片倉 純一*; 奥村 啓介; 鎌田 創*; 加藤 道男*; 西村 和哉*

IEEE Transactions on Nuclear Science, 65(9), p.2565 - 2572, 2018/09

 パーセンタイル:100(Engineering, Electrical & Electronic)

福島第一原子力発電所の格納容器内に水没した燃料デブリを探査する技術の開発に貢献するため、小型の放射線検出器とソナーを搭載した遠隔水中ロボット(ROV)システムの開発を行っている。線量率モニタリングおよび$$gamma$$線分光法のための臭化セリウム(CeBr$$_{3}$$)シンチレータ検出器をROVに統合し、実験室および水中の両条件で$$^{137}$$Cs線源を用いて実験的に検証した。さらに、IMAGENEX 831Lソナーと組み合わせたROVは、水プール設備の底に置いた模擬燃料デブリの形状およびサイズを特徴付けることができた。

論文

A Remote-operated system to map radiation dose in the Fukushima Daiichi primary containment vessel

Nancekievill, M.*; Jones, A. R.*; Joyce, M. J.*; Lennox, B.*; Watson, S.*; 片倉 純一*; 奥村 啓介; 鎌田 創*; 加藤 道男*; 西村 和哉*

Proceedings of 5th International Conference on Advancements in Nuclear Instrumentation Measurement Methods and their Applications (ANIMMA 2017) (USB Flash Drive), 6 Pages, 2017/06

福島第一原子力発電所の原子炉内部のマッピングを目的とし、放射線検出器を組み合わせた潜水可能なROVシステムを開発している。$$gamma$$線強度のマップを得るとともに放射性同位体を同定するため、CeBr$$_{3}$$無機シンチレータ検出器をROVに組み込んでいる。ROVは、直径約150mmの円筒形状で、自由度5で制御可能な5つのポンプを持つ2つのエンドキャップを備えている。CeBr$$_{3}$$検出器は、熱中性子束をマッピングすることが可能な$$^{6}$$Liホイルを有する単結晶化学蒸着中性子検出器で置き換えることが可能である。

報告書

JENDL decay data file 2015

片倉 純一*; 湊 太志

JAEA-Data/Code 2015-030, 97 Pages, 2016/03

JAEA-Data-Code-2015-030.pdf:1.01MB

JENDL崩壊データファイル2015(JENDL/DDF-2015)を作成した。このファイルには質量数1から260までの原子核の半減期等の崩壊データが収納されている。$$gamma$$線やベータ線の放出データが不明な場合でも、崩壊チェインが途中で途切れないように半減期や分岐比のデータを含めた。質量数66から172の核分裂生成物についてはJENDL/FPD-2011を用いることを基本とし、一部不都合が報告されたデータに関しては修正を施した。また、新たに追加された1953核種についてはENSDFからデータを採取した。最終的に安定核244核種を含む3237核種についての崩壊データファイルJENDL/DDF-2015を完成させた。

論文

Revision of the JENDL FP fission yield data

片倉 純一*; 湊 太志; 大釜 和也

EPJ Web of Conferences (Internet), 111, p.08004_1 - 08004_5, 2016/03

 被引用回数:8 パーセンタイル:0.23

2011年にJENDL核分裂生成物収率データライブラリ(JENDL/FPY-2011)が公開された。このJENDL/FPY-2011を使用した崩壊熱計算は、実験データをよく再現することが確かめられている。その一方で、遅発中性子計算では、実験データを再現できないという報告があった。この問題を解決するため遅発中性子の感度解析が行ったところ、JENDL/FPY-2011のいくつかの核分裂生成物の収率に問題があることが分かった。その問題を解決するために、今回JENDL/FPY-2011の改訂を行った。その一つの例として、$$^{235}$$Uの熱中性子核分裂における$$^{86}$$Geの収率があり、改訂前の収率は6.277$$times10^{-3}$$と大きな値を掲載していた。再評価と再計算の結果、現在は3.437$$times10^{-6}$$となり、近傍の核分裂生成物の収率と比較して辻褄の合う値となっている。本講演では、再評価の方法や改訂された値について紹介を行う。

論文

Compilation for chart of the nuclides 2014; A Comprehensive decay data

小浦 寛之; 片倉 純一*; 橘 孝博*; 湊 太志

JAEA-Conf 2015-003, p.147 - 152, 2016/03

原子力機構で作製する核図表2014を現在製作中であり、その進捗状況について報告する。本核図表は日本原子力研究所にて1977年の公開以来、1980から2004年4年ごとに公開されてきた。2005年の原子力研究開発機構ヘの移行後、2010年に9回目の公開を行い、今回が10回目の公開となる。本核図表には同位体の半減期、崩壊様式、同位体存在比、核異性体の情報が載せられている。これに加えて元素の周期表、物理基礎定数、特性X線、熱中性子の捕獲および核分裂断面積が掲載されている。現在作製中の核図表に採用する実験データは2014年6月末までのものとした。今回の修正点は実験データに関しては、(1)中性子放出、陽子放出に対する不安定同位体の新たな掲載(32同位体)、(2)崩壊様式の区分の増加(12例から23例へ)、(3)中性子ドリップ線、陽子ドリップ線の描画、および$$beta$$崩壊遅発核分裂の可能限界線の描画、理論データに関しては従来の3崩壊($$alpha$$, $$beta$$,自発核分裂)に加えて新たに2崩壊(1陽子, 2陽子放出)を加え、中性子過剰核側の整備を行った。今回の改訂により実験的に確認された同位体は3150におよび、そのうち半減期が測定された核種が2914核種であるという結果を得た。

報告書

JENDL-4.0に基づくORIGEN2用断面積ライブラリセット; ORLIBJ40

奥村 啓介; 杉野 和輝; 小嶋 健介; 神 智之*; 岡本 力; 片倉 純一*

JAEA-Data/Code 2012-032, 148 Pages, 2013/03

JAEA-Data-Code-2012-032.pdf:6.99MB

JENDL-4.0を中核とする近年の評価済み核データに基づき、核反応断面積,核分裂収率,核異性体比,半減期を修正した、核種崩壊生成計算コードORIGEN2用の断面積ライブラリセット(ORLIBJ40)を作成した。作成した断面積ライブラリは、PWRとBWRの代表的なUO$$_{2}$$燃料及びMOX燃料用のライブラリ(24個)と種々の高速炉燃料用のライブラリ(36個)である。本ライブラリを使用した軽水炉使用済み燃料の照射後試験解析等により、従来のORIGEN2ライブラリに比べて、特に、Am及びCmの同位体といったマイナーアクチノイド、EuやSmの同位体等の断面積に大きな感度を有する核分裂生成核種、並びに$$^{79}$$Se等の長寿命核分裂生成核種のインベントリや放射能評価において、予測精度が向上することを確認した。

報告書

JENDL FP decay data file 2011 and fission yields data file 2011

片倉 純一

JAEA-Data/Code 2011-025, 73 Pages, 2012/03

JAEA-Data-Code-2011-025.pdf:2.59MB

核分裂生成物(FP)の崩壊データ及び核分裂収率データをまとめたファイルをJENDL FP decay data file 2011(JENDL/FPD-2011)及びJENDL FP fission yields data file 2011(JENDL/FPY-2011)として整備した。崩壊データは2000年にJENDL FP decay data file 2000 (JENDL/FPD-2000)を公開したが、その後、新しい測定データが蓄積されてきたことやTAGS(全吸収$$gamma$$線分光法)によるデータが新たに取得されてきたことを受け、データの改訂を行った。また、核分裂生成物崩壊データとの整合性を保つために、核種数を合わせ核分裂収率のデータも改訂した。改訂した崩壊データ及び収率データの有効性を確認するため、各種の崩壊熱計算を実施し、測定データと比較し、よく再現していることを確認した。また、崩壊熱計算における計算誤差を感度解析手法により求めた。

論文

JENDL-4.0; A New library for innovative nuclear energy systems

柴田 恵一; 岩本 修; 中川 庸雄; 岩本 信之; 市原 晃; 国枝 賢; 千葉 敏; 片倉 純一; 大塚 直彦*

Journal of the Korean Physical Society, 59(2), p.1046 - 1051, 2011/08

 被引用回数:8 パーセンタイル:42.17(Physics, Multidisciplinary)

革新的原子力システムのための基礎データとすべく、最新ライブラリーJENDL-4の整備が2005年にスタートした。JENDL-4の開発では、FP及びMA核データの信頼度向上に重点を置いた。これらの核種では、実験データが乏しいため、断面積評価用の核反応モデルコードPOD及びCCONEを開発した。広い質量範囲をカバーする信頼性の高い光学模型パラメータをチャネル結合法により導出し、断面積の理論計算に使用した。アクチノイド核種の熱中性子断面積は実験値を慎重に検討して決定した。$$^{235}$$Uの共鳴領域断面積を再検討して、U燃料高速炉心の臨界性及びナトリウムボイド反応度の予測精度を向上させた。U及びPu同位体の核分裂断面積は10keV以上のエネルギーで同時評価により求めた。FPに関しては、100以上の核種の分離共鳴パラメータを更新した。共鳴領域より高いエネルギーでのFP断面積は、POD及びCCONEコードによる理論計算で評価した。また、核分裂収率はENDF/B-VII.0をベースに3体核分裂を考慮して計算した。406核種のデータを収納した最新ライブラリーJENDL-4.0は2010年に公開される。

論文

The "Study on nuclear data by using a high intensity pulsed neutron source for advanced nuclear system" nuclear data project and the characteristics of the neutron beam line for the capture cross section experiments at J-PARC

鬼柳 善明*; 木野 幸一*; 古坂 道弘*; 平賀 富士夫*; 加美山 隆*; 加藤 幾芳*; 井頭 政之*; 片渕 竜也*; 水本 元治*; 大島 真澄; et al.

Journal of the Korean Physical Society, 59(2), p.1781 - 1784, 2011/08

 被引用回数:11 パーセンタイル:34.66(Physics, Multidisciplinary)

革新炉システムの開発に資するための包括的な核データ研究のプロジェクトが、2005年から2009年にわたり8つの機関により成功裏に実行された。このプロジェクトにおいて、長寿命核分裂生成物とマイナーアクチニドの中性子捕獲断面積を精密に得ることを目的として、パルス中性子ビームラインが建設された。ビームのエネルギースペクトル,空間分布,パルスが、測定とシミュレーション計算により調べられ、それらはビームラインの設計によるものと一致することがわかった。この論文でわれわれは、本プロジェクトの概要と本ビームラインにより供給される中性子ビームの特性を述べる。

論文

Nuclear data sheets for A = 125

片倉 純一

Nuclear Data Sheets, 112(3), p.495 - 705, 2011/03

 被引用回数:24 パーセンタイル:15.49(Physics, Nuclear)

1999年のA=125質量チェインの評価を壊変及び核反応の実験結果を用いて改訂した。原子核準位及び壊変特性に関する採用値をテーブル化した。データ間の矛盾や不一致を指摘してある。2010年1月までに利用できたデータはすべて考慮してある。

論文

Shape evolution in heaviest stable even-even molybdenum isotopes studied via coulomb excitation

Wrzosek-Lipska, K.*; Zieli$'n$ska, M.*; Hady$'n$ska-Klek, K.*; 初川 雄一; Iwanicki, J.*; 片倉 純一; Kisieli$'n$ski, M.*; 小泉 光生; Kowalczyk, M.*; 草刈 英榮*; et al.

International Journal of Modern Physics E, 20(2), p.443 - 450, 2011/02

 被引用回数:2 パーセンタイル:75.84(Physics, Nuclear)

安定なMo同位体のうち$$^{96,98,100}$$Moについてクーロン励起実験を行った。GOSIAのコードを用い解析を行った結果、低励起状態間の電磁遷移に関する換算行列要素を決定した。さらに、四重極和則を用い、低励起0$$^+$$準位の四重極変形パラメータを導出した。得られた結果より、$$^{98,100}$$Moが、基底状態(0$$_1^+$$状態)で3軸非対称変形し、励起状態(0$$_2^+$$状態)でプロレート変形している、変形共存核であることがわかった。$$^{100}$$Moについて、ボーアハミルトニアンモデルを用いた計算を行った結果、このモデルが実験値をよく再現することがわかった。

論文

JENDL-4.0; A New library for nuclear science and engineering

柴田 恵一; 岩本 修; 中川 庸雄*; 岩本 信之; 市原 晃; 国枝 賢; 千葉 敏; 古高 和禎; 大塚 直彦*; 大澤 孝明*; et al.

Journal of Nuclear Science and Technology, 48(1), p.1 - 30, 2011/01

 被引用回数:851 パーセンタイル:0.01(Nuclear Science & Technology)

日本の評価済み核データライブラリー(JENDL)の第4版JENDL-4.0を作成した。JENDL-4.0の開発においてはFP及びMAデータの信頼度向上に重点を置いた。そのため、核反応モデルに基づく2つの計算コードを開発した。広い質量及びエネルギーをカバーする光学模型パラメータをチャネル結合法により求め、核データ評価に使用した。アクチノイド核種の熱中性子断面積は最新の実験値又は近傍核の系統性から決定した。重要なウラン及びプルトニウムの核分裂断面積は10keV以上のエネルギー領域で同時評価法により評価した。FPに関しても再評価を行うとともに、新規に30核種のデータを作成した。軽元素及び構造材核種についても再評価を行った。評価済みデータは2010年5月に公開されており、原子力機構核データ評価研究グループ,米国BNL国立核データセンター及びIAEA核データ部門のホームページからダウンロード可能である。

論文

Post irradiation examination analyses with a continuous-energy Monte Carlo code MVP for long-lived fission products in LWR spent fuels

奥村 啓介; 浅井 志保; 半澤 有希子; 鈴木 英哉; 利光 正章; 伊奈川 潤; 片倉 純一; 篠原 伸夫; 金子 悟*; 鈴木 健介*

Proceedings of Joint International Conference of 7th Supercomputing in Nuclear Application and 3rd Monte Carlo (SNA + MC 2010) (USB Flash Drive), 5 Pages, 2010/10

長寿命核分裂生成核種の正確なインベントリ評価のため、最新の核データに基づき、MVP-BURNコード用の新しい燃焼チェーンモデルと崩壊データを開発した。それらを、$$^{79}$$Se, $$^{99}$$Tc, $$^{126}$$Sn, $$^{135}$$Csのインベントリ測定を含む3つの照射後試験に適用した。それらの1つは原子力機構が実施した新しい測定である。解析結果から、原子力機構の新しい測定は別の研究所で別の技術で得られた他の照射後試験の結果とよく整合していることが確認できた。また、本計算結果は、$$^{79}$$Seと$$^{135}$$Csの実験値と10%以内で一致することが確認できた。一方、$$^{99}$$Tcと$$^{126}$$Snについては、計算に最大50%の過大評価が見られたが、これらの差異は測定における不溶解残渣の影響又は解析における核分裂収率の誤差の影響と考えられる。

報告書

Curves and tables of neutron cross sections in JENDL-4.0

行川 正和; 片倉 純一

JAEA-Data/Code 2010-017, 822 Pages, 2010/09

JAEA-Data-Code-2010-017(errata).pdf:1.0MB
JAEA-Data-Code-2010-017-Part1-01.pdf:23.46MB
JAEA-Data-Code-2010-017-Part1-02.pdf:25.79MB
JAEA-Data-Code-2010-017-Part2-01.pdf:36.26MB
JAEA-Data-Code-2010-017-Part2-02.pdf:30.64MB

JENDL-4.0に収納されている406核種の中性子断面積を図と表で示した。表には、0.0253eVと14MeVの断面積,マックスウェル平均断面積(kT=0.0253eV),共鳴積分値,核分裂中性子スペクトル平均値を示した。図には、300Kにおける中性子断面積について3種類の図を示した。

論文

世界をリードする核データライブラリーを目指して; 核データ研究活動と核データ部会

井頭 政之*; 馬場 護*; 渡辺 幸信*; 片倉 純一; 須山 賢也

日本原子力学会誌, 51(4), p.290 - 293, 2009/04

核データライブラリは、原子力の研究開発に必要不可欠である。例えば、軽水炉の高燃焼度化,MOX燃料使用,燃焼度クレジット導入による臨界安全管理などを考慮した原子力の安全性の向上やADS核変換などの革新的原子力システムの研究開発に関連して、マイナーアクチニドや核分裂生成物の断面積や核分裂収率などについて、より高精度のデータが要求されている。核データの最も重要なユーザーは将来にわたり原子力エネルギー分野であるが放射線利用や放射線工学分野に関連した核データの量・質の拡充にも貢献していく必要がある。今後、原子力産業のグローバル化に伴って核データライブラリの国際標準化も予想される。国際標準化において我が国の意見を十分に反映させるには、我が国が世界をリードする核データライブラリを保有していることが必須である。

報告書

JMTR照射場解析のためのJENDL/ACに基づくMCNP用連続エネルギー断面積ライブラリJAC08T1

竹本 紀之; 奥村 啓介; 片倉 純一; 長尾 美春; 河村 弘

JAEA-Data/Code 2008-029, 24 Pages, 2009/02

JAEA-Data-Code-2008-029.pdf:2.73MB

2008年3月に公開された最新の日本の評価済み核データファイルであるJENDL/ACに基づいた、モンテカルロ輸送計算コードMCNP用の連続エネルギー断面積ライブラリJAC08T1を編集した。本ライブラリの作成にあたっては、最新版核データ処理コードNJOY(NJOY99.259)に、JENDL/ACを処理するために必要な修正を行ったものを使用した。

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