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報告書

VHTRC(高温ガス炉臨界実験装置)の建設

安田 秀志; 秋濃 藤義; 山根 剛; 吉原 文夫; 北舘 憲二; 吉藤 久; 竹内 素允; 小野 俊彦; 金子 義彦

JAERI 1305, 138 Pages, 1987/08

JAERI-1305.pdf:5.59MB

本書はSHE(半均質臨界実験装置)の炉心改造により建設されたVHTRC(高温ガス炉臨界実験装置)に関する設計、安全性の検討及び主要な試験検査結果についての報告書である。VHTRCは高温ガス実験炉詳細設計IIの模擬を目指した装置であり、黒鉛ブロック構造、低濃縮ウラン被覆粒子燃料装荷及び炉心を210$$^{circ}$$Cまで電気的に昇温可能という特徴がある。設計では水平、鉛直とも0.3Gの耐震性を持たせ、210$$^{circ}$$C炉心昇温時にも各設備がその機能を保こととし、安全性検討でこれを証明した。使用前検査では各設備の性能が設計基準値を満足することを確認し、施設の安全性を実証した。1985年5月13日の初臨界達成時のデータ解析の結果、臨界質量についてはSRACコードによる予測値は実験値をわずか3%小さく評価したに留まり、VHTRCの製作精度の高い事とSRACコードの予測精度が基本的な炉心構成において高い事を示した。

報告書

高温ガス実験炉の模擬炉心(SHE-14炉心)における実験用可燃性 毒物棒の反応度の測定

秋濃 藤義; 竹内 素允; 北舘 憲二; 吉藤 久; 金子 義彦

JAERI-M 9223, 21 Pages, 1980/11

JAERI-M-9223.pdf:1.34MB

高温ガス実験炉の炉心設計の進行と共に、その精度評価が重要な課題となっている。そこで黒鉛減速20%濃縮ウラン半均質臨界実験装置に実験炉の模擬炉心、SHE-14炉心を構成し実験データの収集を行っている。本報告書はSHE-14炉心の中心カラム内における可燃性毒物棒の反応度測定結果および解析結果をまとめたものである。測定結果から(1)B$$_{4}$$C粒子の自己遮蔽効果により同一のホウ素濃度であっても粒径が大きいほど反応度は小さくなること、および(2)どの粒径に対しても反応度はホウ素含有量の対数にほぼ比例するという事実が認められた。また、実験・計算の照合では実験値と計算値とは約5%以内で一致した。以上のことから、B$$_{4}$$C粒子の自己遮蔽効果および格子の非均質性を考慮した臨界計算手法により、可燃性毒物棒の反応度をかなり正確に評価できることがわかった。

報告書

濃縮ウラン黒鉛減速炉心の臨界実験

金子 義彦; 秋濃 藤義; 北舘 憲二; 黒川 良右

JAERI 1257, 86 Pages, 1978/07

JAERI-1257.pdf:4.15MB

半均質臨界装置(SHE)においては、長期にわたって種々の格子形状および燃料濃度を有する20%濃縮ウラン黒鉛減速炉心と構成して系統的に臨界実験を進めて来た。ひの報告では、多目的高温ガス実験炉の炉心核設計の精度評価に資するために有用な、均質装荷炉心、非均質装荷炉心および実験炉の模擬炉心に関する炉物理実験データを収録した。炉物理実験データは、臨界質量、動特性パラメータおよび実験用制御棒と可能性毒物に反応度価値とこれらが挿入された炉心の中性子束分布に関するものである。また、格子を均質化して中性子の挙動を解析するという均質円柱モデルによって実験解析を行った。そして、このモデルに基づく群定数及び基本的な炉物理量に対する計算手法は均質装荷炉心に対してはかなり良い精度で実験値を予測しうるが、非均質装荷炉心および実験炉の模擬炉心に対しては予測精度が若干低下することが認められた。その理由として、中性子に対する半均質特性に考慮が実験解析上本質的であることがあげられた。多目的高温ガス実験炉の炉心核設計に役立つものである。

報告書

濃縮ウラン黒鉛減速炉心における臨界質量の測定と解析

秋濃 藤義; 金子 義彦; 北舘 憲二; 黒川 良右; 安田 秀志; 竹内 素允

JAERI-M 6739, 27 Pages, 1976/10

JAERI-M-6739.pdf:1.09MB

半均質臨界実験装置(SHE)における20%濃縮ウラン黒鉛減速の7ヶの炉心の臨界質量の測定とその解析についてまとめたものである。炉心部分の燃料濃度はC/$$^{2}$$$$^{3}$$$$^{5}$$U原子比について2226から6628にわたっており、一部の炉心にはトリウムが装荷されている。また多くの炉心は円柱形で側面反射体がついているが、一部の炉心には炉心内部にも反射体領域がある。計算は多群一次元中性子拡散理論によって行った。核データは熱中性子領域についてはENDF/B-IIIファイルの各断面積とYoung-koppelの黒鉛による中性子散乱側S($$alpha$$$$beta$$)を用い、熱外中性子領域についてはGAM-Iライブラリーを用いた。円柱炉心に対しては、計算と測定の一致は極めて良く、実効増倍係数について平均0.61%、最大1.05%の不一致にとどまり、臨界質量についていうと平均2.6%、最大4.4%の不一致しか認められなかった。したがって均質度の高い20%濃縮ウラン黒鉛減速炉心の臨界質量に対する核データおよび解析手法の妥当性が実証された。

報告書

実験用制御棒が挿入された黒鉛減速炉心SHE-8における中性子束分布の測定と解析

秋濃 藤義; 北舘 憲二; 金子 義彦

JAERI-M 6701, 25 Pages, 1976/09

JAERI-M-6701.pdf:0.83MB

高温ガス実験炉では、燃料温度を制限値以下に保ちながら所期の冷却材ガス出口温度を確保することが要求される。そのため、炉心における出力分布を最適化する必要があり、同じに制御棒挿入時の出力分布の空間変動に対する核計算の予測精度をあらかじめ実証しておく必要がある。そこでSHE-8炉心に実験炉の予備設計に採用された制御棒と形状寸法や炭化ボロン濃度が同じである実験用制御棒を挿入し、3次元的な出力分布の歪みを銅の放射化法によって測定した。一方、3次元の2群拡散Source-Sink法により、中性子束分布を計算し銅の放射化量を求め実験と比較した。実験・計算の一致は炉心内部ではかなり良く、軸方向の高温度因子についていうと平均1.2%、最高でも3%の相違にとどまり、ほぼ核設計に対する要求精度を満たしているものと判断される。

論文

Measurement of space dependent angular thermal neutron spectra in natural uranium-light water slab

秋濃 藤義; 金子 義彦; 北舘 憲二; 黒川 良右

Journal of Nuclear Science and Technology, 13(8), p.397 - 407, 1976/08

 被引用回数:0

軽水-天然ウラン板状体系における空間依存の0°方向の角度熱中性子スペクトルの測定を飛行時間法で行なった。軽水の散乱モデルにHaywoodモデルを使用し、多群輸送理論コードで解析を行なった。実験値と計算値との間によい一致が得られ、次の事が結論された。(1)熱中性子源および熱中性子散乱核の非等方成分をも熱中性子スペクトルの計算に取り入れることにより、非均質増倍体系であるこの実験体系について、Haywoodモデルの妥当性が明らかにされた。熱中性子スペクトルの測定値と計算値との相違が、熱中性子群定数にあたえる誤差は小さく、$$^{2}$$$$^{3}$$$$^{5}$$Uの吸収断面積に対して3%以内である。(2)天然ウラン体の近傍の軽水中の熱中性子スペクトル計算には、熱中性子源の空間分布に、特に注意をはらう必要がある。

報告書

Measurement of Multiple Control Rods Reactivity Worths in Semi-Homogeneous Critical Assembly

金子 義彦; 秋濃 藤義; 安田 秀志; 黒川 良右; 北舘 憲二; 竹内 素允

JAERI-M 6549, 59 Pages, 1976/05

JAERI-M-6549.pdf:1.48MB

多数本の制御棒価値をはじめ、大きな頁の反応度測定技術の研究開発について、半均質臨界実験装置において行なわれた活動をまとめたものである。まず、第一に増倍系における離散的固有値の存在に関する理論的・実験的考察を行なうと共に、その測定においては、遅発中性子モードの減衰を考察したumbolding法の適用が必要であることを指摘した。つぎに、SHE-8及びSHE-T1炉心における多数本制御棒の反応度価値の測定に対する改良形King-Simmons流のパルス中性子法の適用についてのべた。さらに、同じ実験配置について、空間高涸波や動的歪曲を色含するために空間積分方による多点観測の有効さを、面積形のパルス中性子法、中性子源増倍法、およびロッドドロップ法について実証して約35中までの反応度測定が可能であることを示した。最後に極性相関実験法の改良についてのべ~12中まで測定可能な反応度領域を広げることに成功したことを付け加えた。

論文

Measurement of anisotropic neutron diffusion coefficients in square lattices of aluminum in light water by the pulsed neutron method

金子 義彦; 秋濃 藤義; 鈴置 善郎*; 北舘 憲二; 黒川 良右; 小山 謹二

Nuclear Science and Engineering, 55(1), p.105 - 116, 1974/01

 被引用回数:3

抄録なし

報告書

Measurement of Differential Thermal Neutron Spectra in Graphite Poisoned with Indium, Cadmium and Samarium by Time of Flight Method

秋濃 藤義; 金子 義彦; S.F.Hanna*; 黒川 良右; 北舘 憲二

JAERI-M 5399, 39 Pages, 1973/09

JAERI-M-5399.pdf:1.56MB

黒鉛粒に均質に酸化インジウム、硫化カドミウムおよび酸化サマリウムの微粉を混合し、平行六面体形(80$$times$$80$$times$$40cm$$^{3}$$)の不銹鋼製タンクに満した体系中の微分中性子スペクトルを120MeVのLINACを中性子源とした飛行時間法により測定した。この実験結果は、Young-Koppelのモデルを使ったENDF/Aの中性子散乱断面積を入力とする50群のS$$_{4}$$近似による計算結果と比較されたが、この黒鉛の散乱模型の不確さから予期される範囲を超える大きな理論、実験間の不一致がみとめられた。この原因は主として減速エネルギー領域における中性子漏洩の取扱いの不備によるものと推論された。このため今後予定している高温領域における実験に対しては体系を拡大すると共に密度を高めれば、精密な実験、理論の比較が可能になることが判明した。

報告書

パルス中性子法による軽水・アルミニウム正方格子における非等方中性子拡散係数の測定

金子 義彦; 秋濃 藤義; 鈴置 善郎*; 北舘 憲二; 黒川 良右; 小山 謹二

JAERI-M 5351, 34 Pages, 1973/08

JAERI-M-5351.pdf:1.16MB

原子炉の格子における非等方中性子拡散係数に関する理論の妥当性を証明することを目的として、パルス中性子法により軽水-アルミニウム正方格子について実験が行なわれた。この格子はピッチが19および24mmでボイドチャンネルを模擬したアルミニウム棒の直径は15mmである。実験結果は主として2次元SN法によって解析された。この方法の種々の利点によって、これまで減速材の中性子輸送距離に比較して大きな半径をもつボイドチャンネルを有する黒鉛正方格子において報告されてきた。これらのチャンネルと平行方向の拡散係数Daxialに関する理論、実験の不一致は、今度の実験では非常によく改善され両者の一致により、この結果、Daxialについては二次元SN法の適用が極めて有効であること、またチャンネルに垂直方向の拡散係数に対しては、従来通りBenoist対しては,従来の理論が精度よく適用され、体系の有限性にもとずく双極子効果等による精度の低下は認められないことが結論された。

報告書

軽水-天然ウラン非均質板状体系における角度依存熱中性子スペクトルの測定

秋濃 藤義; 金子 義彦; 北舘 憲二; 黒川 良右

JAERI-M 5173, 40 Pages, 1973/02

JAERI-M-5173.pdf:1.18MB

天然ウラン-軽水非均質板状体系における燃料表面、中心および燃料近傍の軽水中の0$$^{circ}$$C方向角度熱中性子スペクトルをLINAC-TOF法で測定し、理論解析を行った。測定と理論解析との比較から次のことが結論された。(1)熱中性子スペク卜ルの理論解析においてSn法のorderはN=8以上の必要があり、散乱核および熱中性子源の非等方性を考慮すれば、6%以内で測定と計算とは一致する。(2)中性子スペクトルの計算において熱中性子源の空間分布は正確に求める必要がある。(3)熱中性子スペクトルにおける測定と計算の不一致が熱中性子群定数にあたえる誤差はその計算モデルの精密度によりことなるが約2%に相当する。(4)実験に用いられた1cm中のリエントラントホールによる中性子場の摂動効果は2次元S$$_{4}$$近似TDCコードによる解析から燃料表面および中心で1~2%程度にとどまることが明らかにされた。

論文

Thermal Neutron Spectra in Light Water Poisoned with Cadmium and/or Indium

秋濃 藤義; 金子 義彦; 黒川 良右; 北舘 憲二

Journal of Nuclear Science and Technology, 9(10), p.574 - 583, 1972/10

抄録なし

報告書

高温ガス冷却炉の実験用制御棒の反応度効果

金子 義彦; 秋濃 藤義; 黒川 良右; 北舘 憲二

JAERI-M 4971, 67 Pages, 1972/09

JAERI-M-4971.pdf:2.74MB

高温ガス冷却実験炉の本設計にさきだちその制御棒を核的に模擬した実験用制御棒の反応度効果をパルス中性子法によりSHEにおいて測定した。この実験用制御棒は、外径50mm、内径30mm、グロス密度2.02g/cm$$^{3}$$、高さ50mmの10wt%B$$_{4}$$C入り加圧成型黒鉛ペレット多数を薄肉厚アルミニウム円筒に収納したものである。SHEにおける制御棒の配置は実験炉における配置に類似した一重円環を主とした30パターンである。実験結果を二群拡散理論により解析し次の結論を得た。1)制御棒間には相互干渉効果が存在しているが、ほぼ√6M$$^{2}$$以上に制御棒間距離を選べばその効果はほとんどなくなる。2)制御棒の反応度効果はB$$_{4}$$C濃度10wt%程度ではまだ濃度に対して飽和していない。3)多数体制御棒の反応度効果は、束中性子群に対する制御棒表面の直線外挿距離を半実験的に決定すればニ群拡散という簡単な計算方法でも約8%の精度で予測しうる。

論文

Measurements of Multiple Control Rods Effect in Graphite Moderated Reactors

金子 義彦; 秋濃 藤義; 北舘 憲二; 黒川 良右

Journal of Nuclear Science and Technology, 8(10), p.569 - 587, 1971/10

抄録なし

論文

Measurement of Anisotropic Diffusion Coefficients in H$$_2$$O-Al Slab

金子 義彦; 秋濃 藤義; 黒川 良右; 北舘 憲二

Journal of Nuclear Science and Technology, 8(2), p.70 - 79, 1971/02

抄録なし

論文

共鳴箔による中性子束の非等方成分の測定法

金子 義彦; 北舘 憲二

日本原子力学会誌, 13(11), p.619 - 626, 1971/00

炉物理をはじめ中性子を扱う各分野では,研究の精密化に伴って中性子束の角度依存に関する情報の測定が今後ますます必要かつ盛んになると思われる。しかし,これまで箔放射化法による中性子束の測定法は極めて広範に使用されてきたにもかかわらず,箔の放射化量は冷性子束の等方成分とのみ結びつけられていて,非等方成分に関する情報を引き出そうという試みはほとんど皆無であった。わずかにEtheringtonがサンドイッチした共鳴箔を使用する中性子束の流れの成分の測定の可能性を指摘しているにすぎない。しかし彼の研究では,箔による中性子場の摂動や高次の非等方性の寄与による系統誤差の大きさ等についての議論が欠けており,一般的な測定法としての妥当性が明確にされていなかった。

報告書

黒鉛減速炉心における系統的な制御棒効果の実験

金子 義彦; 秋濃 藤義; 黒川 良右; 北舘 憲二

JAERI 1173, 29 Pages, 1969/03

JAERI-1173.pdf:1.4MB

著者らは、黒鉛減速系あるいは重水減速系に適用できる系統的な制御棒効果解析法を、SNコードおよびNordheim Scaletterコードを中心にして確立することを目ざし作業を進めている。本報告書では、この解析法の精度評価をおこなうため、反射体につき20%濃縮ウラン黒鉛減速炉心SHEに関するパルス中性子法による制御棒効果の実験データについて解説した。制御棒効果を決定する主要因子は、(1)炉心核特性、(2)中性子吸収材の核種および濃度、(3)中性子吸収材の形状寸法、(4)相互干渉、の4つと考え、炉心燃料濃度、制御棒の核種、半径等を系統的に変えた300以上のケースについての実験データを集めた、それによって、これら因子と制御棒効果の定性的な関係を実験的に明らかにした。

報告書

Measurement of Neutron Slowing Down Time in Hydrogeneous Moderators

金子 義彦; 秋濃 藤義; 黒川 良右; 北舘 憲二; 坂元 重康*

JAERI 1168, 9 Pages, 1968/10

JAERI-1168.pdf:0.48MB

軽水,氷,パラフィンおよびサントワックス中における中性子の減速時間を、パルス中性子源を使ったフィルタ法により測定した。測定にあたっては、とくに中性子飛行時間の効果を実験的に調べ補正することにより、系統誤差を小さくすることができた。測定結果はつぎのとおり。減速材、切断エネルギー(eV)、減速時間($$mu$$sec)軽水0.63、1.7$$pm$$0.4、0.43、1.9$$pm$$0.4、0.20、3.9$$pm$$0.8、氷、0.63、1.8$$pm$$0.4、0.43、2.0$$pm$$0.4、0.20、3.9$$pm$$0.8、パラフィン、0.63、1.1$$pm$$0.2、0.43、1.3$$pm$$0.3、0.20、4.0$$pm$$0.7、サントワックス、0.63、2.5$$pm$$0.5、0.43、3.0$$pm$$0.6、0.20、6.8$$pm$$0.9、0.63eVと0.43eVにおける減速時間は、0$$^{0}$$K自由ガスモデルによる理論値によく一致することがわかった。しかしながら、0.2eVにおける測定値は上記モデルによる理論値より大きく、このエネルギー近くから熱運動や化学結合の効果がききはじめることがわかった。

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