The Joint evaluated fission and fusion nuclear data library, JEFF-3.3

Plompen, A. J. M.*; Cabellos, O.*; De Saint Jean, C.*; Fleming, M.*; Algora, A.*; Angelone, M.*; Archier, P.*; Bauge, E.*; Bersillon, O.*; Blokhin, A.*; et al.

European Physical Journal A, 56(7), p.181_1 - 181_108, 2020/07

https://doi.org/10.1140/epja/s10050-020-00141-9

本論文では、核分裂と核融合のための統合評価済み核データファイルのバージョン3.3(JEFF-3.3)について説明する。中性子との反応が重要な核種のU, U, Pu, Am, Na, Ni, Cr, Cu, Zr, Cd, Hf, Au, Pb, Biについて、新しい核データ評価結果を示す。JEFF-3.3には、核分裂収率, 即発核分裂スペクトル, 核分裂平均中性子発生数の新しいデータが含まれる。更に、放射崩壊, 熱中性子散乱, ガンマ線放出, 中性子による放射化, 遅発中性子, 照射損傷に関する新しいデータも含まれている。JEFF-3.3は、TENDLプロジェクトのファイルで補完しており、光子, 陽子, 重陽子, 三重陽子, He核, アルファ粒子による反応ライブラリについては、TENDL-2017から採用した。また、不確かさの定量化に対する要求の高まりから、多くの共分散データが新しく追加された。JEFF-3.3を用いた解析の結果と臨界性, 遅発中性子割合, 遮蔽, 崩壊熱に対するベンチマーク実験の結果を比較することにより、JEFF-3.3は幅広い原子核技術の応用分野、特に原子力エネルギーの分野において優れた性能を持っていることが分かった。

The CIELO collaboration; Progress in international evaluations of neutron reactions on Oxygen, Iron, Uranium and Plutonium

Chadwick, M. B.*; Capote, R.*; Trkov, A.*; Kahler, A. C.*; Herman, M. W.*; Brown, D. A.*; Hale, G. M.*; Pigni, M.*; Dunn, M.*; Leal, L.*; et al.

EPJ Web of Conferences, 146, p.02001_1 - 02001_9, 2017/09

https://doi.org/10.1051/epjconf/201714602001

CIELO共同研究では中性子断面積データの改善及びこれまでの評価で見られた断面積の不一致を解決することを目的として、原子力の臨界性に大きな影響を与える5核種(O, Fe, U, Pu)の中性子断面積を評価している。この国際パイロットプロジェクトでは、経済協力開発機構・原子力機関・核データ評価国際協力ワーキングパーティに設置されたサブグループ40の下でIAEAからのサポートを受けて、実験並びに理論的な研究を活発に実施している。これらの研究を通じて測定データを精度よく反映し、さらに臨界性に関する積分テストで良い結果を示す新しい評価済ライブラリを開発している。

Neutronics experiments on HCPB and HCLL TBM mock-ups in preparation of nuclear measurements in ITER

Batistoni, P.*; Angelone, M.*; Carconi, P.*; Fischer, U.*; Fleischer, K.*; 近藤 恵太郎; Klix, A.*; Kodeli, I.*; Leichtle, D.*; Petrizzi, L.*; et al.

Fusion Engineering and Design, 85(7-9), p.1675 - 1680, 2010/12

https://doi.org/10.1016/j.fusengdes.2010.05.014

EUが開発を進めているITERで試験をする2つのテストブランケットモジュール(TBM)のうち、ヘリウム冷却リチウム鉛型TBMのモックアップ体系を用いた中性子工学実験を行った。種々の測定手法を用いて体系内のトリチウム生成率分布を詳細に測定した。また、TBM実機での中性子モニタとして開発されたリチウムダイアモンド検出器によるトリチウム測定も試みた。さらに、体系内の放射化反応率分布も測定した。これらの実験データはMCNP, FENDL-2.1を用いた計算と10%程度で一致し、計算の予測精度が高いことがわかった。感度,不確定解析も行い、核データの不確かさによるトリチウム生成率の不確かさはおおむね2%以下と小さかった。

ITER nuclear analysis strategy and requirements

Loughlin, M. J.*; Batistoni, P.*; 今野 力; Fischer, U.*; 飯田 浩正; Petrizzi, L.*; Polunovskiy, E.*; Sawan, M.*; Wilson, P.*; Wu, Y.*

Fusion Science and Technology, 56(2), p.566 - 572, 2009/08

https://doi.org/10.13182/FST56-566

ITERでは700MWもの核融合出力が予定されている。そのため、毎秒2.4810個の14MeV中性子が発生し、第1壁に入射する中性子フラックスは非散乱中性子だけで約410n/cm/sで、散乱中性子も含めると数10n/cm/sにもなる。したがって、ITERは核施設として大掛かりなものであり、核解析に関する効率の良い、首尾一貫した戦略を立てることが不可欠である。この論文では、これまで用いられてきた手法をレビューし、ITERが採用すべき今後の戦略について述べる。具体的には、放射線輸送計算コード,計算モデル作成,情報工学の開発,管理ツールについて検討するとともに、新しいコード,技術を開発する必要がある分野についても提言する。

Development needs of nuclear data for fusion technology

Fischer, U.*; Batistoni, P.*; Forrest, R. A.*; 今野 力; Perel, R. L.*; Seidel, K.*; Simakov, S. P.*

Proceedings of International Conference on Nuclear Data for Science and Technology (ND 2007), Vol.2, p.973 - 978, 2008/05

国際熱核融合実験炉ITERや国際核融合材料照射施設IFMIFに関する核融合工学の核設計解析のために必要な核データの概要について述べる。要求される材料/核種,データの種類に関して、また、特に、微分実験データ,積分実験データとの比較によるデータの品質に関して、入手できる評価データやライブラリーの現状をレビューする。中性子,光子輸送シミュレーションのための核データ評価,放射化,核変換計算のための断面積データ,誤差解析のための共分散データ等、今後開発すべき核データについても紹介する。

Accessibility evaluation of the IFMIF liquid lithium loop considering activated erosion/corrosion materials deposition

中村 博雄; 竹村 守雄*; 山内 通則*; Fischer, U.*; 井田 瑞穂*; 森 清治*; 西谷 健夫; Simakov, S.*; 杉本 昌義

Fusion Engineering and Design, 75-79, p.1169 - 1172, 2005/11

https://doi.org/10.1016/j.fusengdes.2005.06.127

国際核融合材料照射施設(IFMIF)は、核融合材料照射用の中性子源である。IFMIFの液体リチウムターゲットでは、ターゲットアセンブリが中性子照射により放射化する。特に、背面壁の放射化損耗腐食生成物は、Liループに分布するため、装置保守作業時の近接性に影響を与えることが予想される。本論文では、ACT-4コードを用いて、放射化腐食生成物の機器への分布付着に伴う近接性について評価した。背面壁材料は316ステンレス鋼、損耗腐食面積は100平方cm、ループ内表面積は33平方m、損耗腐食速度は1年あたり1ミクロンとし、核データはIEAF-2001を使用し、1年間運転後の放射化レベルを評価した。その結果、1時間あたり10microSvを、近接性の基準値とすれば、放射化腐食性生成物のループへの付着を1%程度に低減すれば、1週間後に8cmまでの近接作業が可能であり、1か月後には、直接手で触れる保守作業が可能であることを示した。

Review of JAERI activities on the IFMIF liquid lithium target in FY2004

中村 博雄; 井田 瑞穂*; 松廣 健二郎; Fischer, U.*; 林 巧; 森 清治*; 中村 博文; 西谷 健夫; 清水 克祐*; Simakov, S.*; et al.

JAERI-Review 2005-005, 40 Pages, 2005/03

JAERI-Review-2005-005.pdf:3.52MB

国際核融合材料照射施設(IFMIF)は、核融合炉材料の開発のために、十分な照射体積(500cm)を有し照射量200dpaまで照射可能な強力中性子束(2MW/m)を発生可能な加速器型中性子源である。このような中性子を発生させるために、最大エネルギー40MeV,最大電流250mAの重水素ビームを、最大流速20m/sの液体リチウム流ターゲットに入射させる。ターゲット系では、7Be,トリチウムや放射化腐食生成物等が発生する。また、背面壁は、年間50dpaの中性子照射下で使用する必要がある。本報告では、平成16年度の原研におけるターゲット系の活動主要なトピックスとして、ターゲットアセンブリの熱・熱応力解析、放射化腐食性生物によるリチウムループ近接性の影響評価,トリチウムインベントリと透過量評価を取りまとめた。