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小川 達彦; Litaize, O.*; Mancusi, D.*; Chebboubi, A.*; Serot, O.*
European Physical Journal A, 58(8), p.153_1 - 153_9, 2022/08
被引用回数：0 パーセンタイル：0.02(Physics, Nuclear)CEAが開発を進めるFIFRELINは、核分裂における観測量を計算する目的で開発された核分裂計算コードである。同コードは、実験値やデータベースを活用することで、核分裂の観測量である残留核分布や中性子収量などを高精度に予測することができ、核データ評価や核分裂実験の計画などに使われてきた。しかしながら、FIFRELINは残留核のベータ崩壊を扱うことができず、残留線量や崩壊熱の計算ができないという問題があった。また、中性子やガンマ線などの即発二次粒子についても、エネルギースペクトルを計算することはできるものの、その後の輸送計算で巨大な外部ファイルを生成する方法しかなく、即発二次粒子の検出などのシミュレーションの障害になっていた。そこで、これらの課題を解決するため、放射線輸送計算コードPHITSとFIFRELINの接続を行った。PHITSのうち燃焼計算コードであるDCHAINをFIFRELINと接続することにより、FIFRELINが計算した残留核分布に基づいて燃焼計算が可能になった。その計算法を適用して
U(n
,fission)反応後の崩壊熱を計算したところ、最新バージョンのFIFRELINとDCHAINを使うことで精度よく先行研究の文献値を再現できることが確認できた。また、FIFRELINで計算した即発二次粒子のエネルギースペクトルをPHITSの粒子輸送機能に読ませることで、即発二次粒子の輸送や反応のシミュレーションが可能になった。
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
被引用回数：180 パーセンタイル：99.41(Physics, Nuclear)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。
小川 達彦; Litaize, O.*; Mancusi, D.*; Chebboubi, A.*; Serot, O.*
no journal, ,
CEAが開発を進める核分裂計算コードFIFRELINは、自発核分裂や中性子入射によるファーストチャンス核分裂における観測量を計算する目的で開発された。本発表では、同コードに対して行った改良の研究成果について述べる。従来のFIFRELINは、中性子が標的核種に入射して複合核を形成した状態から核分裂の計算を開始していた。一方、改良したバージョンでは核分裂前の中性子放出や光子放出なども考慮し、競合過程として核分裂の確率を計算する。その結果、複合核は励起エネルギーを失った状態から核分裂を始めることになり、核分裂の終状態における観測量をより正確に評価できるようになった。また、FIFRELINの計算する即発中性子スペクトルのエネルギー分布について、放射線輸送計算コードPHITSでも読める形式で出力可能とした。これにより、核分裂に起因する即発中性子を輸送に対し、測定器の応答計算や遮蔽の性能評価などが可能となった。さらに、FIFRELINが出力する核分裂片の生成量について、燃焼計算コードDCHAIN-SP2014と互換性のある形式で出力するインタフェースも作成した。この改良により、FIFRELINが計算した核分裂生成物の質量・電荷分布をDCHAIN-SP2014で読み込み、任意の中性子照射履歴、冷却期間に対して放射能の量や種類を計算できる。以上のよう、FIFRELINはPHITSと高い親和性を持つようになり、その汎用性を高めた。
小川 達彦; Litaize, O.*; Mancusi, D.*; Chebboubi, A.*; Serot, O.*
no journal, ,
CEAが開発を進めるFIFRELINは、核分裂における観測量を計算する目的で開発された核分裂計算コードである。本発表では、同コードを放射線輸送計算コードPHITSと接続した計算コードシステムの開発に関する成果を報告する。最初に、FIFRELINの計算する即発放射線のエネルギー分布を汎用放射線輸送計算コードPHITSで読める形式で出力可能とし、核分裂に起因する即発中性子の輸送に対して、測定器の応答計算や遮蔽の性能評価などが可能となった。さらに、FIFRELINが出力する核分裂片の生成量について、燃焼計算コードDCHAIN-PHITSと互換性のある形式で出力するインタフェースも作成し、この改良によりFIFRELINが計算した核分裂生成物の質量・電荷分布をDCHAIN-PHITSで読み込み、任意の中性子照射履歴、冷却期間に対して放射能の量や種類を計算できるようになった。以上のように、FIFRELINはPHITSと高い親和性を持つようになり、その汎用性を高めた。
Litaize, O.*; Piau, V.*; Chalil, A.*; 小川 達彦; Chebboubi, A.*; Gook, A.*; Gunsing, F.*; Kessedjian, G.*; Lhuillier, D.*; Mancusi, D.*; et al.
no journal, ,
CEAが開発を進めるFIFRELINは、核分裂における観測量を計算する目的で開発された核分裂計算コードである。本発表では、同コードを放射線輸送計算コードPHITSと接続した計算コードシステムの開発、中性子捕獲反応に適用するための拡張、さらに核分裂片から生成するニュートリノの計算を行う拡張についての成果を報告する。中性子捕獲反応に適用するための拡張では、準位密度パラメータを核種や励起エネルギーに応じて調整することで、実験値と合致するガンマ線の収量を得ることができた。核分裂片から生成するニュートリノの計算については、中性子捕獲直後の励起状態に関するデータを更新することで、正確な予測が可能になった。原子力機構では、本研究で放射線輸送計算コードPHITSとの接続を進め、FIFRELIN-DCHAINの燃焼計算によるFIFRELINの新しいベンチマーク計算が可能になることを示した。
小川 達彦; Litaize, O.*; Mancusi, D.*; Chebboubi, A.*; Serot, O.*
no journal, ,
CEAが開発を進めるFIFRELINは、核分裂における観測量を計算する目的で開発された核分裂計算コードである。同コードはこれまで、自発核分裂と熱中性子誘導核分裂のモデリングを完成させており、その次の段階としてマルチチャンス核分裂のモデリングを本研究で実施した。マルチチャンス核分裂は、核分裂バリア以上のエネルギーを持つ中性子を標的核が吸収することで、事前に中性子を一個以上放出できる核分裂反応を指す。この開発のため、中性子を捕獲した複合核の励起エネルギー,スピン,パリティを決定するアルゴリズムをFIFRELINに追加し、その状態からの核分裂崩壊幅と中性子放出崩壊幅をそれぞれBohr-Wheelerの式とHauser-Feshbachの式で計算することとした。これらの崩壊幅から確率サンプリングして、核分裂するか、その前に中性子放出崩壊するかを選択する。中性子放出崩壊を起こした場合、複合核の励起エネルギーが核分裂バリア以下になったら、核分裂は起こらず統計崩壊のみ計算した。この新しいアルゴリズムで、
Uの核分裂反応確率を任意の励起エネルギーに対して求めたところ、文献値のエネルギー依存性を定性的に再現できることを確認した。今後、Hauser-Feshbachモデルで用いる中性子透過係数や、準位密度の計算を高精度化し、マルチチャンス核分裂のより正確な再現を目指す。
