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論文

Japanese Evaluated Nuclear Data Library version 5; JENDL-5

岩本 修; 岩本 信之; 国枝 賢; 湊 太志; 中山 梓介; 安部 豊*; 椿原 康介*; 奥村 森*; 石塚 知香子*; 吉田 正*; et al.

Journal of Nuclear Science and Technology, 60(1), p.1 - 60, 2023/01

 被引用回数:17 パーセンタイル:99.99(Nuclear Science & Technology)

The fifth version of Japanese Evaluated Nuclear Data Library, JENDL-5, was developed. JENDL-5 aimed to meet a variety of needs not only from nuclear reactors but also from other applications such as accelerators. Most of the JENDL special purpose files published so far were integrated into JENDL-5 with revisions. JENDL-5 consists of 11 sublibraries: (1) Neutron, (2) Thermal scattering law, (3) Fission product yield, (4) Decay data, (5) Proton, (6) Deuteron, (7) Alpha-particle, (8) Photonuclear, (9) Photo-atomic, (10) Electro-atomic, and (11) Atomic relaxation. The neutron reaction data for a large number of nuclei in JENDL-4.0 were updated ranging from light to heavy ones, including major and minor actinides which affect nuclear reactor calculations. In addition, the number of nuclei of neutron reaction data stored in JENDL-5 was largely increased; the neutron data covered not only all of naturally existing nuclei but also their neighbor ones with half-lives longer than 1 day. JENDL-5 included the originally evaluated data of thermal scattering law and fission product yield for the first time. Light charged-particle and photon induced reaction data were also included for the first time as the JENDL general purpose file.

論文

Theoretical evaluation of neutron thermal scattering laws of heavy water for JENDL-5

市原 晃; 安部 豊*

JAEA-Conf 2022-001, p.175 - 180, 2022/11

日本の評価済核データライブラリの第5版JENDL-5の開発に向けて、重水分子に対する熱中性子散乱則を理論計算した。分子を構成する重水素および酸素原子の散乱則データを、分子動力学シミュレーションを利用して求めた。シミュレーションを283.6Kから600Kの温度範囲で実行し、0.01meVから10eVの中性子入射エネルギー範囲で散乱則を評価した。得られた散乱則を用いて重水分子の断面積を計算し、室温での実験データが再現できることを確認した。また、計算された温度範囲では、断面積がENDF/B-VIII.0の評価値とほぼ一致することを確認した。

論文

京大加速器中性子源(KUANS)のためのリエントラントホールを有する減速材の設計

沖田 将一朗; 田崎 誠司*; 安部 豊*

日本原子力学会和文論文誌, 19(3), p.178 - 184, 2020/09

京都大学加速器中性子源(KUANS)は、現在国内で稼働している小型加速器中性子源の一つであり、分光器や検出器の開発に活用されている。さらにKUANSは、比較的低い中性子発生強度のため、減速材設計に関する実験研究に適した施設でもある。KUANSのビーム強度の増加を図るため、リエントラントホールを有する減速材の核設計を実施し、KUANSを利用して設計の妥当性を確認する実験を行った。PHITSを用いた計算によって、リエントラントホールを有するポリエチレン減速材の核設計を実施し、その減速材から得られるビーム強度を実験的に測定したところ、これまで使われていた直方体形状の減速材を用いた場合の1.9倍のビーム強度が得られた。さらに直方体形状の減速材から得られるビームに対する波長毎のビーム強度比は、波長の長い中性子ほど増加し、最大で3倍程度になった。興味深いことに、減速材にリエントラントホールを設けることにより、長い波長の中性子ほどより効率的に減速材の中から取り出されることがわかった。

報告書

反応度事故条件下における照射済ATR/MOX燃料の挙動(共同研究)

笹島 栄夫; 更田 豊志; 中村 武彦; 中村 仁一; 上塚 寛; 菊池 圭一*; 安部 智之*

JAERI-Research 99-060, p.62 - 0, 2000/03

JAERI-Research-99-060.pdf:12.05MB

反応度事故条件下における照射済MOX燃料の挙動、特にFPガス放出や破損機構をウラン燃料と比較し把握するために、原研のNSRRにおいて燃料燃焼約20MWd/kgHMまで新型転換炉「ふげん」においてベース照射したATR/MOX燃料を用いたパラメータ照射実験を行った。これまでに4回のパルス照射実験をピーク燃料エンタルピ335J/gから586J/gの範囲で実施したが、燃料の破損は観察されなかった。500J/g以上のピーク燃料エンタルピを与えた実験では、PCMIによる比較的大きな燃料棒の変形が生じた。パルス後のガスパンクチャ試験により、約20%のFPガス放出が観察された。Puスポット位置では、FPガスがたまっていると思われる直径数十ミクロンの大きな気孔が見られた。ペレット外周部のPuスポットの周りでは結晶粒の微細化が観察された。またペレット外周部でのマイクロクラックの生成、Puスポットを起点としたクラックの生成、マトリックス部の結晶粒界分離が観察された。このようにパルス照射によるペレットミクロ組織の変化がパルス照射時の燃料スエリングに寄与したと考えられる。また相対的に高いピーク燃料エンタルピのパルス照射時に見られた、燃料棒の大きな変形及び高いFPガス放出率は、このようなミクロ組織の変化によって生じたものと思われる。

論文

Behavior of PWR and BWR fuels during reactivity-initiated accident conditions

更田 豊志; 中村 武彦; 笹島 栄夫; 永瀬 文久; 上塚 寛; 菊池 圭一*; 安部 智之*

Proceedings of an International Topical Meeting on Light Water Reactor Fuel Performance (CD-ROM), 15 Pages, 2000/00

NSRR実験を中心とした反応度事故条件下における燃料挙動研究について最新の成果を報告する。被覆管の水素脆化を主因とするPCMI(燃料ペレット/被覆管機械的相互作用)破損が問題となっているPWR燃料については、最新のTK-7実験における燃料破損状況を示す。一方、PWR燃料に比べて被覆管強度の低下及びPCMIによる負荷が小さいBWR燃料においても、燃焼度の増大に伴って過渡時の変形が大きくなる傾向が見られており、PCMI破損に至る可能性が大きくなっている。ATR-MOX燃料実験においては、燃料の変形及びFPガス放出がウラン燃料に比べて大きくなる傾向が見られ、Puスポット近傍のペレット微細割れなど、MOX燃料特有の現象が見られる。さらに、内圧バースト試験では、外周部に水素化物の偏析が著しい被覆管は高温条件(620K)下においても破断歪が1%以下となることを示した。

論文

MOX fuel behavior under reactivity accident conditions

笹島 栄夫; 更田 豊志; 石島 清見; 菊池 圭一*; 安部 智之*

Proceedings of 7th International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-7) (CD-ROM), 10 Pages, 1999/00

高燃焼度UO$$_{2}$$燃料を用いたNSRR実験で、破損しきい値の低下が明らかにされたことから、MOX燃料についても、これらのことを確認する必要がある。我が国では、軽水炉でMOX燃料を燃やすプルサーマル計画や、MOX燃料の高燃焼度化計画が進められている。MOX燃料の軽水炉での利用に関しては、UO$$_{2}$$燃料と両立することが重要であり、核的及び熱水力的な特性がUO$$_{2}$$燃料と同等となるよう燃料を設計する必要がある。この計画を円滑に進めるためには、通常運転時及び過渡時の燃焼の進んだ燃料のふるまいを把握することが重要である。これに合わせて、NSRRでは平成7年度から照射済MOX燃料を用いたパルス照射実験を実施している。パルス照射実験に供する試験燃料は、新型転換炉(ATR)原型炉「ふげん」において燃焼度約20GWd/tまでベース照射したMOX燃料をNSRR実験用に短尺化したものを用いている。本報告では、これまでに行われた4回の実験について、破損しきい値、FPガス放出等の反応度事故時の燃料挙動を報告する。

口頭

20$$sim$$300Kにおける水素含有物質の断面積測定,1; 軽水とエタノール

原田 正英; 安部 豊*; 勅使河原 誠; 大井 元貴; 池田 裕二郎; 及川 健一; 中島 健次; 河村 聖子

no journal, , 

J-PARC核破砕中性子源に設置されている中性子実験装置NOBORU及びAMATERASにおいて、水素含有物質の冷熱中性子領域における温度依存の全断面積及び散乱断面積の測定を開始した。軽水とエタノールを試料として測定し、断面積データを得ることができた。

口頭

分子動力学シミュレーションに基づく軽水及び重水に対する熱中性子散乱の理論研究

市原 晃; 安部 豊*

no journal, , 

原子炉の減速材として、軽水及び重水が使用されている。これらに対する熱中性子散乱の信頼できるデータは、炉心解析にとって重要である。本研究では、軽水及び重水中で散乱される中性子の角度分布とエネルギースペクトルを、分子動力学シミュレーションから得られる情報を利用して理論計算することを試みた。軽水及び重水に対して分子動力学シミュレーションを実施し、統計力学の揺動散逸定理に基づき、シミュレーションで得た水素,重水素及び酸素原子のトラジェクトリーデータを使って、散乱データを計算した。計算において、軽水では非コヒーレント散乱、重水ではコヒーレント散乱と非コヒーレント散乱の両者の寄与を考慮した。

口頭

水素含有物質の断面積測定

原田 正英; 安部 豊*; 及川 健一; 川崎 卓郎; 河村 聖子; 中島 健次; 稲村 泰弘; 高橋 竜太*; 勅使河原 誠; 大井 元貴; et al.

no journal, , 

大型中性子源や小型中性子源で使用されている減速材は、水素の高い減速特性から、水素含有物質を用いることが多い。冷熱中性子性能を決める全断面積や散乱断面積を含む散乱特性は、減速材選択の重要なデータである。しかしながら、これまで広く一般に使われてきたデータには、測定時期が古いものがあることや、測定方法もまちまちであることから、不確定性が存在する。そこで我々は、次世代中性子源開発に向け、2018年度より、J-PARCセンターの物質生命科学実験施設の中性子実験装置にて、系統的な水素含有物質の断面積測定を開始した。測定では、全断面積の測定はNOBORUで、散乱断面積の測定はAMATERASでそれぞれ行った。試料はアルミニウム製セルに封入し、試料の温度は、20, 100, 200, 300K及び融点付近の温度点とした。全断面積の測定は、飛行時間法を用い、試料毎にエネルギー依存の中性子透過率を測定し、全断面積に変換した。散乱断面積は、チョッパーで複数のエネルギーにチョッピングし、散乱強度を測定することで、散乱断面積に変換した。今回の発表では、水素含有物質として、2019年度に測定した重水,メタノール,ベンゼンの結果を報告する。

口頭

JENDL-5の核データ評価,4; 熱中性子散乱則の評価

安部 豊*; 市原 晃

no journal, , 

JENDL-5熱中性子散乱則サブライブラリで、37種類の材料物質に対する熱中性子散乱則データを収録した。サブライブラリ中で、軽水,重水,エタノール,メタン,ベンゼン,トルエン,m-キシレン,メシチレン,トリフェニルメタンについては、京都大学と日本原子力研究開発機構が共同で熱中性子散乱則データを評価した。本発表ではこれら新たに作成した散乱則データの評価法を紹介するとともに、実験断面積との比較結果について報告する。

口頭

20$$sim$$300Kにおける水素含有物質の断面積測定; メタノール,ベンゼン及びトルエン

原田 正英; 安部 豊*; 勅使河原 誠; 大井 元貴; 池田 裕二郎*; 及川 健一; 河村 聖子; 稲村 泰弘

no journal, , 

大型中性子源や小型中性子源で使用されている減速材は、水素の高い減速特性から、水素含有物質を用いることが多い。冷熱中性子性能を決める全断面積や散乱断面積を含む散乱特性は、減速材選択の重要なデータであるため、次世代中性子源開発に向け、2018年度より、系統的な水素含有物質の断面積測定を開始した。今回の発表では、水素含有物質であるメタノール,ベンゼン,トルエンの測定について報告する。測定は、J-PARCセンターの物質生命科学実験施設の核破砕中性子源の中性子実験装置NOBORU及びAMATERASを用いた。全断面積の測定はNOBORUで、散乱断面積の測定はAMATERASでそれぞれ行った。試料はアルミニウム製セルに封入し、試料の温度は、20, 100, 200, 300K及び融点付近の温度点とした。全断面積の測定は、飛行時間法を用い、試料毎にエネルギー依存の中性子透過率を測定し、全断面積に変換した。散乱断面積は、チョッパーで複数のエネルギーにチョッピングし、散乱強度を測定することで、散乱断面積に変換した。測定されたデータは、カーネルを用いないデータと異なる傾向を示すことがわかる。安部らの理論値と比較した結果、温度依存性を含め、良い一致を示した。

口頭

水素含有物質の断面積測定

原田 正英; 安部 豊*; 及川 健一; 河村 聖子; 稲村 泰弘; 勅使河原 誠; 大井 元貴; 池田 裕二郎*

no journal, , 

大型中性子源や小型中性子源で使用されている減速材は、水素の高い減速特性から、水素含有物質を用いることが多い。冷熱中性子性能を決める全断面積や散乱断面積を含む散乱特性は、減速材選択の重要なデータである。しかしながら、これまで広く一般に使われてきたデータには、測定時期が古いものがあることや、測定方法もまちまちであることから、不確定性が存在する。そこで我々は、次世代中性子源開発に向け、2018年度より、J-PARCセンターの物質生命科学実験施設の中性子実験装置にて、系統的な水素含有物質の断面積測定を開始した。測定では、全断面積の測定はNOBORUで、散乱断面積の測定はAMATERASでそれぞれ行った。試料はアルミニウム製セルに封入し、試料の温度は、20, 100, 200, 300K及び融点付近の温度点とした。全断面積の測定は、飛行時間法を用い、試料毎にエネルギー依存の中性子透過率を測定し、全断面積に変換した。散乱断面積は、チョッパーで複数のエネルギーにチョッピングし、散乱強度を測定することで、散乱断面積に変換した。今回の発表では、水素含有物質として、2021年度に測定したメシチレン,トルエン,キシレンの結果を報告する。

口頭

20$$sim$$300Kにおける水素含有物質の中性子入射断面積測定; o-キシレン,m-キシレン,p-キシレン

原田 正英; 安部 豊*; 勅使河原 誠; 大井 元貴; 池田 裕二郎*; 及川 健一; 河村 聖子; 稲村 泰弘

no journal, , 

大型中性子源や小型中性子源で使用されている減速材は、高い減速特性から、水素含有物質を用いる。冷熱中性子での全断面積や散乱断面積を含む散乱特性は、減速材の性能を知る重要なデータである。しかし、測定時期が古いものもあり、測定方法もまちまちであることから、将来的な中性子源開発に向け、2018年度より、継続的に、系統的な水素含有物質の断面積測定を行っている。今回の発表では、水素含有物質の試料として、2020-2021年度に実施したo-キシレン, m-キシレン, p-キシレンの測定を対象とする。測定は、J-PARCセンターの物質生命科学実験施設の核破砕中性子源のビームラインであるNOBORU及びAMATERASを用いた。全断面積の測定はNOBORUで、散乱断面積の測定は、AMATERASを用いた。試料の温度は、20, 100, 200, 300Kに、融点付近の温度点も加えた。試料はアルミニウム製セルに封入した。全断面積の測定は、飛行時間法を用い、全中性子による試料のエネルギー依存の透過率を測定し、全断面積に変換した。散乱断面積は、チョッパーで複数のエネルギーチョッピングし、散乱強度を測定することで、散乱断面積に変換した。

口頭

水素含有物質の断面積測定

原田 正英; 安部 豊*; 及川 健一; 河村 聖子; 稲村 泰弘; 勅使河原 誠; 大井 元貴; 池田 裕二郎*

no journal, , 

大型中性子源や小型中性子源で使用されている減速材は、水素の高い減速特性から、水素含有物質を用いることが多い。冷熱中性子性能を決める全断面積や散乱断面積を含む散乱特性は、減速材選択の重要なデータである。しかしながら、これまで広く一般に使われてきたデータには、測定時期が古いものがあることや、測定方法もまちまちであることから、不確定性が存在する。そこで我々は、次世代中性子源開発に向け、2018年度より、J-PARCセンターの物質生命科学実験施設の中性子実験装置にて、系統的な水素含有物質の断面積測定を開始した。測定では、全断面積の測定はNOBORUで、散乱断面積の測定はAMATERASでそれぞれ行った。試料はアルミニウム製セルに封入し、試料の温度は、20, 100, 200, 300K及び融点付近の温度点とした。全断面積の測定は、飛行時間法を用い、試料毎にエネルギー依存の中性子透過率を測定し、全断面積に変換した。散乱断面積は、チョッパーで複数のエネルギーにチョッピングし、散乱強度を測定することで、散乱断面積に変換した。今回の発表では、水素含有物質として、2021年度に測定したキシレン異性体(オルソ, メタ, パラ)の結果と異性体間の断面積の比較を報告する。

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