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論文

核データ研究の最前線; たゆまざる真値の追及、そして新たなニーズへ応える為に; 第8回(最終回)核データライブラリJENDLの進化

岩本 修; 柴田 恵一; 岩本 信之; 千葉 豪*

日本原子力学会誌, 60(6), p.357 - 361, 2018/06

核データライブラリは、核データ研究の集大成となる成果物である。核データは利用されて初めて価値があり、核データ研究の最終的な出口が核データライブラリとなる。8回にわたる連載講座の最後として、日本の核データライブラリであるJENDLについて解説する。汎用ライブラリの変遷とJENDL-4.0、特殊目的ファイルの最近の進展、核データライブラリの国際的状況を紹介し、JENDLの展望と核データ研究について述べる。

論文

原子炉物理分野の研究開発ロードマップ2017; 次世代が考える炉物理の未来

山本 章夫*; 千葉 豪*; 桐村 一生*; 三木 陽介*; 横山 賢治

日本原子力学会誌, 60(4), p.241 - 245, 2018/04

日本原子力学会炉物理部会の傘下に設置された「炉物理ロードマップ調査・検討」WGにおけるロードマップ策定の概要を紹介する。本ロードマップの特徴は、(1)次世代を担う若手の技術者・研究者を中心に議論・策定を進めたこと、(2)現状から類推して課題を設定するフォアキャストアプローチに加え、原子炉物理分野のビジョンとミッションを検討し、これらを達成するために解決すべき課題をバックキャストアプローチにより設定したこと、にある。本ロードマップの詳細は、報告書として炉物理部会のホームページより閲覧可能である。

論文

Role of multichance fission in the description of fission-fragment mass distributions at high energies

廣瀬 健太郎; 西尾 勝久; 田中 翔也*; L$'e$guillon, R.*; 牧井 宏之; 西中 一朗*; Orlandi, R.; 塚田 和明; Smallcombe, J.*; Vermeulen, M. J.; et al.

Physical Review Letters, 119(22), p.222501_1 - 222501_6, 2017/12

 被引用回数:12 パーセンタイル:11.2(Physics, Multidisciplinary)

JAEAタンデム加速器施設で行った$$^{18}$$O+$$^{238}$$U反応における多核子移行チャンネルを用いた実験により、$$^{237-240}$$U, $$^{239-242}$$Np、および$$^{241-244}$$Puの核分裂質量分布を励起エネルギー10$$sim$$60MeVにおいて測定した。これらのうち、$$^{240}$$U, $$^{240,241,242}$$Npのデータは本実験により初めて観測された。原子核の殻効果の減衰によって対称分裂すると予想されていた高励起エネルギーにおいても、質量分布が非対称を示すことがわかった。搖動散逸定理に基づく動力学モデル計算との比較から、この振る舞いはマルチチャンス核分裂によるものであることを明らかにした。

論文

核データ研究の最前線; たゆまざる真値の追及、そして新たなニーズへ応える為に,1; 多様化する原子核工学と核データのニーズ

須山 賢也; 国枝 賢; 深堀 智生; 千葉 豪*

日本原子力学会誌, 59(10), p.598 - 602, 2017/10

核データとは狭義には原子核と中性子の反応の確率であるが、一般的に言えば、原子核の物理的変化や反応の様子を表現するデータの事である。我が国が原子力開発に着手して以来、核データの開発は重要な技術開発のテーマであり、現在我が国の核データライブラリJENDLは世界で最も高い精度と完備性を兼ね備えた核データファイルの一つとして国際的に認知されている。本連載講座では、原子力開発に関係している方々を対象とし、核データ開発の意義、核データの開発の最新の状況、国際的な動向、そして今後の開発の方向性を解説する。

論文

Simultaneous measurement of neutron-induced fission and capture cross sections for $$^{241}$$Am at neutron energies below fission threshold

廣瀬 健太郎; 西尾 勝久; 牧井 宏之; 西中 一朗*; 太田 周也*; 永山 達郎*; 田村 信行*; 後藤 真一*; Andreyev, A.; Vermeulen, M. J.; et al.

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 856, p.133 - 138, 2017/06

 被引用回数:3 パーセンタイル:27.27(Instruments & Instrumentation)

Fission and capture reactions were simultaneously measured in the neutron-induced reactions of $$^{241}$$Am at J-PARC. Data were taken with the TOF method in $$E_n$$ = 0.1$$sim$$20 eV. The fission events were observed by detecting prompt fission neutrons using liquid organic scintillators. The capture reaction was measured by detecting $$gamma$$ rays from the compound nuclei using the same detectors, where the prompt fission neutrons and capture $$gamma$$ rays were separated by a pulse shape analysis. The cross sections were obtained by normalizing the relative yields at the first resonance to evaluations or other experimental data. The ratio of the fission to capture cross sections at each resonance is compared with those from an evaluated nuclear data library and other experimental data. Some differences were found between the present values and the library/literature values at several resonances.

論文

Fission fragments mass distributions of nuclei populated by the multinucleon transfer channels of the $$^{18}$$O + $$^{232}$$Th reaction

L$'e$guillon, R.; 西尾 勝久; 廣瀬 健太郎; 牧井 宏之; 西中 一朗*; Orlandi, R.; 塚田 和明; Smallcombe, J.*; 千葉 敏*; 有友 嘉浩*; et al.

Physics Letters B, 761, p.125 - 130, 2016/10

 被引用回数:18 パーセンタイル:7.21(Astronomy & Astrophysics)

It is shown that the multinucleon transfer reactions is a powerful tool to study fission of exotic neutron-rich actinide nuclei, which cannot be accessed by particle-capture or heavy-ion fusion reactions. In this work, multinucleon transfer channels of the $$^{18}$$O + $$^{232}$$Th reaction are used to study fission of fourteen nuclei $$^{231,232,233,234}$$Th, $$^{232,233,234,235,236}$$Pa, and $$^{234,235,236,237,238}$$U. Identification of fissioning nuclei and of their excitation energy is performed on an event-by-event basis, through the measurement of outgoing ejectile particle in coincidence with fission fragments. Fission fragment mass distributions are measured for each transfer channel, in selected bins of excitation energy. In particular, the mass distributions of $$^{231,234}$$Th and $$^{234,235,236}$$Pa are measured for the first time. Predominantly asymmetric fission is observed at low excitation energies for all studied cases, with a gradual increase of the symmetric mode towards higher excitation energy. The experimental distributions are found to be in general agreement with predictions of the fluctuation-dissipation model.

報告書

Proceedings of the International Conference on Physics of Reactors (PHYSOR 2014); September 28-October 3, 2014, Kyoto, Japan

須山 賢也; 菅原 隆徳; 多田 健一; 千葉 豪*; 山本 章夫*

JAEA-Conf 2014-003, 76 Pages, 2015/03

JAEA-Conf-2014-003.pdf:5.13MB
JAEA-Conf-2014-003-appendix(CD-ROM).zip:360.78MB

日本原子力研究開発機構は、京都大学原子炉実験所と共に原子力研究における基礎基盤研究である原子炉物理分野を対象とした炉物理国際会議「PHYSOR2014」を開催した。「PHYSOR」とは、米国原子力学会炉物理部会(ANS/RPD)が2年毎に米国内で開催している炉物理特別会合(Physics of Reactors Topical Meeting)を1990年に「PHYSOR」と命名して仏国(マルセイユ)において開催した会議を起源とする、当該分野における世界最大規模の国際会議である。本会議には総計500件以上の論文が投稿され、査読審査を経て最終的に472件の発表が行われた。本報告書はPHYSOR2014で発表された論文のうち、日本原子力学会欧文誌へ掲載予定のものを除き、組織委員会が原子力機構の正式な報告書への掲載を決定して著者の同意が得られたものを取りまとめたものである。

論文

Proposal of a plutonium burner system based on HTGR with high proliferation resistance

深谷 裕司; 後藤 実; 大橋 弘史; 橘 幸男; 國富 一彦; 千葉 敏*

Journal of Nuclear Science and Technology, 51(6), p.818 - 831, 2014/06

AA2012-0626.pdf:0.9MB

 被引用回数:10 パーセンタイル:18.68(Nuclear Science & Technology)

プルトニウム専焼高温ガス炉概念Clean Burnを、HTTR建設・運転の経験及びGTHTR300設計の経験に基づき研究を行ってきた。本概念の目的はマルチリサイクルを行わずに効率的な軽水炉使用済燃料から発生する余剰プルトニウムを消費することである。Clean Burnでは不活性母材燃料を用いているため、製造においてプルトニウムにウランを混入させる必要がない。加えて、母材からのプルトニウムの生成及び母材による反応度欠損が少ないため、効率的にプルトニウムを燃焼させることができる。さらに、不活性母材燃料が安定であるため、燃料健全性及び地層安定性を保つことができる。本概念の特有の燃料製造システム及び不活性母材燃料の持つ安定性のため現行軽水炉MOX燃料よりも高い核拡散抵抗性を実現できる。これらの利点により日本の核燃料サイクル政策にも適合しうる。さらに、高温ガス炉概念に基づいているため、本質的安全性を具有している。関連研究の結果とともに検討した結果、本概念の有効性が確認できた。

報告書

核設計基本データベースの整備,14; JENDL-4.0に基づく高速炉核特性解析の総合評価

杉野 和輝; 石川 眞; 沼田 一幸*; 岩井 武彦*; 神 智之*; 長家 康展; 羽様 平; 千葉 豪*; 横山 賢治; 久語 輝彦

JAEA-Research 2012-013, 411 Pages, 2012/07

JAEA-Research-2012-013.pdf:18.72MB
JAEA-Research-2012-013-appendix(CD-ROM).zip:75.82MB

最新知見に基づいた高速炉の核設計精度の評価を行うため、国内で最新の評価済核データファイルJENDL-4.0を用いて、高速炉の種々の核特性にかかわる実験及び試験の解析を行った。具体的には、臨界実験装置としてZPPR, FCA, ZEBRA, BFS, MASURCA, LANLの超小型炉心、実機プラントとしてSEFOR,「常陽」,「もんじゅ」で行われた炉物理実験/試験及び照射試験にかかわる合計643特性を対象とした。解析においては、基本的に標準的な高速炉の核特性解析手法を採用し、最確評価となるように詳細な計算を行った。また、得られた解析結果について、実験誤差、解析モデルにかかわる誤差、核データに起因する誤差の観点から検討を行い、炉心間あるいは核特性間の整合性を総合的に評価した。さらに、これらの評価結果を活用して、高速増殖炉サイクル実用化研究開発(FaCTプロジェクト)で設計が進められている高速炉炉心の核特性予測精度の評価を行った。

報告書

「もんじゅ」におけるドップラー係数の不確かさの評価

千葉 豪*; 羽様 平; 金城 秀人*; 西 裕士; 鈴木 隆之

JAEA-Research 2011-034, 42 Pages, 2011/12

JAEA-Research-2011-034.pdf:1.88MB

「もんじゅ」炉心体系を対象として、ドップラー係数の不確かさを最新の知見を取り込んで定量的に評価した。(1)核データ,計算手法に起因する不確かさ、(2)核分裂生成物の核データに起因する不確かさ、(3)制御棒位置に起因する不確かさ、(4)温度依存性を近似的に取り扱う不確かさ、(5)燃料平均温度に起因する不確かさ、(6)温度の空間分布の取り扱いに由来する不確かさ、などを評価し、ドップラー係数の不確かさ(2$$sigma$$相当)として11.7%を得た。

論文

Benchmark calculations of sodium-void experiments with uranium fuels at the fast critical assembly FCA

福島 昌宏; 北村 康則; 久語 輝彦; 山根 剛; 安藤 真樹; 千葉 豪; 石川 眞; 岡嶋 成晃

Progress in Nuclear Science and Technology (Internet), 2, p.306 - 311, 2011/10

The capture cross section of $$^{235}$$U has been re-evaluated by the OECD/NEA/NSC/WPEC subgroup 29 focusing on energy region from 100 eV to 1 MeV from the viewpoints of differential and integral data analyses since 2007. Sodium-void reactivity experiments with uranium fuels were carried out at the Fast Critical Assembly (FCA) in the Japan Atomic Energy Agency (JAEA) in 2009 and new integral data were obtained to help to validate the re-evaluated capture cross section of $$^{235}$$U. The benchmark calculations for the new integral data were performed by using a continuous-energy Monte Carlo code (MVP) with use of the evaluated nuclear data libraries JENDL-3.2, -3.3, -4.0, ENDF/B-VII.0 and JEFF-3.1. The ratios of calculated to experimental (C/E) values of sodium-void reactivities with respect to JENDL-3.3, ENDF/B-VII.0 and JEFF-3.1 are less than those with respect to JENDL-3.2 and -4.0. The analysis results are similar to those of sodium-void reactivities previously obtained at the BFS facility in Russia. The benchmark calculations demonstrate the improvement of the reliability of the integral data such as the new integral data obtained at the FCA and the previously obtained data in the BFS and the usefulness of the new integral data for the validation of the re-evaluated cross section of $$^{235}$$U.

論文

Sensitivity analysis for higher order Legendre coefficients of elastic scattering matrices

千葉 豪

JAEA-Conf 2011-002, p.217 - 222, 2011/09

弾性散乱行列の高次ルジャンドル係数に着目した感度解析を行った。弾性散乱行列の高次ルジャンドル展開係数におけるJENDL-4.0とその他の核データファイルの差異が高速中性子系の臨界データに与える影響を評価した結果、U-238, Fe-56における差異が有意な影響を与えることを示した。核データファイルの差異が積分特性に与える影響を精度よく評価する場合には、高次ルジャンドル係数を考慮する必要があることがわかった。

論文

Sensitivity analysis for curium isotope concentrations of light water reactor mixed-oxide burned fuel

千葉 豪; 石川 眞

JAEA-Conf 2011-002, p.211 - 216, 2011/09

燃焼摂動理論を用いて、軽水炉の燃焼後MOX燃料におけるキュリウム同位体の数密度に対する感度解析を行った。本検討により、原子炉の運転によるキュリウム同位体の生成メカニズムを明らかにした。また、キュリウム同位体の生成量の正確な予測のために重要となる核データを特定した。これらの情報は、燃焼後のキュリウム同位体の数密度測定データに対する計算値と実験値の差異を検討する際に役立つものである。

論文

On effective delayed neutron fraction calculations with iterated fission probability

千葉 豪; 長家 康展; 森 貴正

Journal of Nuclear Science and Technology, 48(8), p.1163 - 1169, 2011/08

実効遅発中性子割合$$beta_{eff}$$は、反復核分裂確率(IFP)の概念に基づくことにより、十分に大きい世代数をとった場合、連続エネルギーモンテカルロ法を用いて精度よく計算することが可能である。IFPに基づく$$beta_{eff}$$の計算において必要とされる世代数を決定論的に定量化するため、世代依存の重要度関数を$$beta_{eff}$$の計算に導入した。さらに、IFPの計算において、必要な世代数を最小化するための最も適切な核特性パラメータを導出した。数値計算の結果、IFPに基づく$$beta_{eff}$$の計算では数世代を考慮する必要があること、適切な核特性パラメータを用いることにより、必要な世代数を低減できることを示した。また、モンテカルロ法による$$beta_{eff}$$計算のための効率的な計算方法を提案した。

論文

JENDL-4.0 integral testing for fission systems

奥村 啓介; 杉野 和輝; 千葉 豪; 長家 康展; 横山 賢治; 久語 輝彦; 石川 眞; 岡嶋 成晃

Journal of the Korean Physical Society, 59(2), p.1135 - 1140, 2011/08

 パーセンタイル:100(Physics, Multidisciplinary)

最新の日本の評価済み核データライブラリJENDL-4.0について、核分裂体系に対する積分テストを行った。本テストは幅広い積分データ(評価済み臨界安全ベンチマーク実験ハンドブックに収納されている臨界データ,プルトニウムの経年効果に関連したMOX燃料装荷臨界集合体の実験データ,さまざまな高速臨界集合体や常陽,もんじゅといった実機高速炉の臨界データ,加圧水型軽水炉である高浜3号炉及び常陽の照射後試験データ)を用いて実施した。ベンチマーク計算は連続エネルギーモンテカルロコードMVP-II及び最新の決定論的中性子輸送計算コードにより行った。また、JENDL-4.0に加えて、その他の評価済み核データライブラリ(JENDL-3.3, ENDF/B-VII.0, JEFF-3.1)についてもベンチマーク計算を行い、各ライブラリの性能の違いについて感度係数を用いて検討した。

論文

Development of a unified cross-section set ADJ2010 based on adjustment technique for fast reactor core design

杉野 和輝; 石川 眞; 横山 賢治; 長家 康展; 千葉 豪; 羽様 平; 久語 輝彦; 沼田 一幸*; 岩井 武彦*; 神 智之*

Journal of the Korean Physical Society, 59(2), p.1357 - 1360, 2011/08

 被引用回数:5 パーセンタイル:54.24(Physics, Multidisciplinary)

高速炉核設計における核特性予測精度向上のために、国内では統合炉定数が開発されてきた。統合炉定数は広範囲に渡る積分実験情報を微分核データと結びつけるものであり、ベイズの定理に基づく断面積調整手法に基づいて作成される。現在、新しい炉定数ADJ2010が開発中である。本論文では、ADJ2010作成に向けてJENDL-4.0に基づく炉定数調整の結果を報告する。また、実用高速炉の核特性予測精度の評価にも言及する。ADJ2010は間もなく公開されるが、次世代高速炉の核設計に有効活用されることが期待される。

論文

Event structure and double helicity asymmetry in jet production from polarized $$p + p$$ collisions at $$sqrt{s}$$ = 200 GeV

Adare, A.*; Afanasiev, S.*; Aidala, C.*; Ajitanand, N. N.*; Akiba, Y.*; Al-Bataineh, H.*; Alexander, J.*; Aoki, K.*; Aphecetche, L.*; Armendariz, R.*; et al.

Physical Review D, 84(1), p.012006_1 - 012006_18, 2011/07

 被引用回数:21 パーセンタイル:29.45(Astronomy & Astrophysics)

重心エネルギー200GeVでの縦偏極陽子陽子衝突からのジェット生成のイベント構造と二重非対称($$A_{LL}$$)について報告する。光子と荷電粒子がPHENIX実験で測定され、イベント構造がPHYTIAイベント生成コードの結果と比較された。再構成されたジェットの生成率は2次までの摂動QCDの計算で十分再現される。測定された$$A_{LL}$$は、一番低い横運動量で-0.0014$$pm$$0.0037、一番高い横運動量で-0.0181$$pm$$0.0282であった。この$$A_{LL}$$の結果を幾つかの$$Delta G(x)$$の分布を仮定した理論予想と比較する。

論文

Identified charged hadron production in $$p + p$$ collisions at $$sqrt{s}$$ = 200 and 62.4 GeV

Adare, A.*; Afanasiev, S.*; Aidala, C.*; Ajitanand, N. N.*; 秋葉 康之*; Al-Bataineh, H.*; Alexander, J.*; 青木 和也*; Aphecetche, L.*; Armendariz, R.*; et al.

Physical Review C, 83(6), p.064903_1 - 064903_29, 2011/06

 被引用回数:114 パーセンタイル:0.77(Physics, Nuclear)

200GeVと62.4GeVでの陽子陽子の中心衝突からの$$pi, K, p$$の横運動量分布及び収量をRHICのPHENIX実験によって測定した。それぞれエネルギーでの逆スロープパラメーター、平均横運動量及び単位rapidityあたりの収量を求め、異なるエネルギーでの他の測定結果と比較する。また$$m_T$$$$x_T$$スケーリングのようなスケーリングについて示して陽子陽子衝突における粒子生成メカニズムについて議論する。さらに測定したスペクトルを二次の摂動QCDの計算と比較する。

論文

Application of the hierarchical domain decomposition boundary element method to the simplified P$$_{3}$$ equation

千葉 豪

Annals of Nuclear Energy, 38(5), p.1033 - 1038, 2011/05

 被引用回数:3 パーセンタイル:66.23(Nuclear Science & Technology)

中性子拡散方程式の解法として開発された階層領域分割型境界要素法(HDD-BEM)を簡易P$$_{3}$$方程式(SP$$_{3}$$方程式)に適用した。SP$$_{3}$$方程式に対するHDD-BEMの解法を論文中に示した。HDD-BEMに基づく計算プログラムABEMIEを開発し、その妥当性を確認するため二次元一群非等方散乱のベンチマーク問題を解いた。ベンチマーク計算の結果、実効増倍率及び中性子束分布について、本手法が有限要素法に基づく既存の計算プログラムによる参照解とよく一致することを示した。これにより、HDD-BEMがSP$$_{N}$$方程式の有効な解法となりえることを示した。

論文

Sensitivity analysis for neutron multiplication parameters of accelerator driven subcritical system

千葉 豪; 西原 健司; 遠藤 知弘*

Proceedings of International Conference on Mathematics and Computational Methods applied to Nuclear Science and Engineering (MC 2011) (CD-ROM), 12 Pages, 2011/05

未臨界系の中性子増倍を記述する核特性パラメータの核断面積に対する感度解析を行った。未臨界増倍率$$k$$$$_{rm sub}$$と、本研究で新たに定義した世代ごと中性子増倍率$$k$$$$_{i}$$の感度を計算し、従来用いられている実効増倍率$$k$$$$_{rm eff}$$の感度との比較を行った。その結果、$$k$$$$_{rm sub}$$及び世代数が小さいときの$$k$$$$_{i}$$の感度が$$k$$$$_{rm eff}$$に対する感度と大きく異なることを示した。これより、固有値方程式の解に着目した従来の感度解析では未臨界系の核特性を把握するには不十分であり、実際の中性子増倍を記述する核特性パラメータの感度解析が必要であることがわかった。

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