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論文

CIELO collaboration summary results; International evaluations of neutron reactions on uranium, plutonium, iron, oxygen and hydrogen

Chadwick, M. B.*; Capote, R.*; Trkov, A.*; Herman, M. W.*; Brown, D. A.*; Hale, G. M.*; Kahler, A. C.*; Talou, P.*; Plompen, A. J.*; Schillebeeckx, P.*; et al.

Nuclear Data Sheets, 148, p.189 - 213, 2018/02

 被引用回数:8 パーセンタイル:3.52(Physics, Nuclear)

CIELO国際協力では、原子力施設の臨界性に大きな影響を与える重要核種($$^{235}$$U, $$^{238}$$U, $$^{239}$$Pu, $$^{56}$$Fe, $$^{16}$$O, $$^{1}$$H)の中性子断面積データの精度を改善し、これまで矛盾していると考えられた点を解消することを目的として研究が行われた。多くの研究機関が参加したこのパイロットプロジェクトは、IAEAの支援も受けて、OECD/NEAの評価国際協力ワーキングパーティ(WPEC)のSubgroup 40として組織された。本CIELOプロジェクトは、新たな実験研究や理論研究を行う動機付けとなり、測定データを正確に反映し臨界性の積分テストに優れた新たな一連の評価済みライブラリとして結実した。本報告書は、これまでの研究成果と、本国際協力の次の段階の計画概要をまとめたものである。

論文

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 (Internet), 146, p.02001_1 - 02001_9, 2017/09

 被引用回数:4 パーセンタイル:0.41

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($$^{16}$$O, $$^{56}$$Fe, $$^{235,238}$$U, $$^{239}$$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。

論文

The CIELO Collaboration; Neutron reactions on $$^1$$H, $$^{16}$$O, $$^{56}$$Fe, $$^{235,238}$$U, and $$^{239}$$Pu

Chadwick, M. B.*; Dupont, E.*; Bauge, E.*; Blokhin, A.*; Bouland, O.*; Brown, D. A.*; Capote, R.*; Carlson, A. D.*; Danon, Y.*; De Saint Jean, C.*; et al.

Nuclear Data Sheets, 118, p.1 - 25, 2014/04

 被引用回数:75 パーセンタイル:0.96(Physics, Nuclear)

CIELO(Collaborative International Evaluated Library Organization)は核反応データの評価作業を国際協力により実施するためのワーキンググループである。CIELOでは国際的な核データコミュニティから専門家を集め、既存の評価済ライブラリや測定データ、モデル計算の間にある矛盾を明らかにし、その原因を取り除き、より信頼性の高いデータを開発することを目的としている。最初の取り組みとして、最重要核種である$$^{1}$$H, $$^{16}$$O, $$^{56}$$Fe, $$^{235,238}$$U, $$^{239}$$Puを対象とする予定である。この論文ではこれらの最重要核種の評価済データ及び積分結果をレビューし、評価間の矛盾を調査する。また、この枠組みで実施する核データ評価に関する作業計画をまとめている。

論文

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

 被引用回数:19 パーセンタイル:14.07(Nuclear Science & Technology)

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。

論文

Application of the Bayesian analysis to the modified Rutherford equation for NTM stabilization

Urso, L.*; Fischer, R.*; 諫山 明彦; ASDEX Upgradeチーム; JT-60チーム

Plasma Physics and Controlled Fusion, 52(5), p.055012_1 - 055012_16, 2010/05

 被引用回数:4 パーセンタイル:84.1(Physics, Fluids & Plasmas)

新古典テアリングモード(NTM)の時間発展を記述する式として修正Rutherford方程式(MRE)が用いられている。MREには未定係数が含まれていて、実験データからその値を決めているが、用いた実験データの誤差が未定係数の値に与える影響は定量的には評価されてこなかった。また、どの物理量の不確定性が未定係数に大きく影響を与えるかも明確ではなかった。今回、ベイズ確率理論に基づいた新しいデータ解析手法を導入し、この評価を行った。その結果、未定係数の値の誤差を小さくするためには、磁気島幅,自発電流密度,局所的な磁気シアを正確に評価することが重要であることがわかった。また、今回解析した実験データにおいては、NTM安定化に必要な電子サイクロトロン波パワーの誤差として20%程度であることがわかった。同様の解析手法は他の物理モデルにも適用できると考えられる。

論文

Use of CAD generated geometry data in Monte Carlo transport calculations for ITER

Fischer, U.*; 飯田 浩正; Li, Y.*; Loughlin, M.*; 佐藤 聡; Serikov, A.*; Tsige-Tamirat, H.*; Tautges, T.*; Wilson, P. P.*; Wu, Y.*

Fusion Science and Technology, 56(2), p.702 - 709, 2009/08

 被引用回数:11 パーセンタイル:31.17(Nuclear Science & Technology)

CAD形状データからモンテカルロ計算コードMCNP入力データを作成するための研究開発が行われている。変換システムとして、中国によりMCAM、ドイツによりMcCAD、日本によりGEOMIT、米国によりDAG-MCNPXコードの開発が進められている。2005年から2007年におけるITERの活動において、各国が各々のコードを用いてITERのベンチマークCADデータをMCNP入力データに変換し、ITERのさまざまな核的応答を計算し、各国で開発したコード間の結果を比較,検証した。本論文では、各国で開発した変換システム,各コードでのITERベンチマーク計算の結果,CADデータへの要求事項等をレビューする。

論文

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

 被引用回数:33 パーセンタイル:5.93(Nuclear Science & Technology)

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2.48$$times$$10$$^{20}$$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4$$times$$10$$^{13}$$n/cm$$^{2}$$/sで、散乱中性子も含めると数10$$^{14}$$n/cm$$^{2}$$/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。

論文

No evidence for DNA and early cytogenetic damage in bystander cells after heavy-ion microirradiation at two facilities

Fournier, C.*; Barberet, P.*; Pouthier, T.*; Ritter, S.*; Fischer, B.*; Voss, K.-O.*; 舟山 知夫; 浜田 信行*; 小林 泰彦; Taucher-Scholz, G.*

Radiation Research, 171(5), p.530 - 540, 2009/05

 被引用回数:36 パーセンタイル:19.02(Biology)

In the present study, we addressed whether heavy-ion-induced DNA and cytogenetic damage is detectable in bystander cells. The formation of $$gamma$$-H2AX foci, sister chromatid exchanges and micronuclei were used as markers of damage to DNA. Normal human fibroblasts were exposed to low fluences of carbon and uranium ions, and alternatively single cells were targeted with heavy ions using the GSI microbeam. We did not observe a significant increase in the bystander formation of $$gamma$$-H2AX foci, sister chromatid exchanges or micronuclei. In addition, we performed for the first time parallel experiments at two microbeam facilities (GSI, JAEA) using the same cell line, culture conditions and irradiation protocols. No significant enhancement of the micronucleus frequencies in bystander cells was detected after targeted carbon- ion irradiation, confirming the results. Details regarding the history, culture conditions or support of the cells might be affecting the detection of bystander effects. On the other hand, the potential X-ray- and heavy-ion-induced bystander effects investigated herein clearly do not exceed the experimental error and thus are either lacking or are less pronounced than the effects reported in the literature for similar end points after $$alpha$$-particle and X-ray exposure.

論文

Gas production and activation calculation in MEGAPIE

Thiolliere, N.*; David, J.-C.*; Eid, M.*; Konobeyev, A. Y.*; Eikenberg, J.*; Fischer, U.*; Gr$"o$schel, F.*; Guertin, A.*; Latg$'e$, C.*; Lemaire, S.*; et al.

Proceedings of International Conference on the Physics of Reactors, Nuclear Power; A Sustainable Resource (PHYSOR 2008) (CD-ROM), 8 Pages, 2008/09

MEGAPIE計画では、鉛ビスマスターゲットから放出された放射性ガスの測定が行われた。測定値と複数の計算コードによる結果の比較を行い、鉛ビスマスターゲットからの放射性ガスの放出率を評価した。また、MCNPX2.5.0, FLUKA, SNTコードと放射化評価コードを結合し、ターゲットと構造材の放射化を評価した。これにより、運転中、照射後試験、そして、ターゲット廃棄時の安全や被爆評価にかかわるデータベースを構築した。

論文

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。

論文

Fitting of the modified Rutherford Equation; A Comparison between ASDEX Upgrade and JT-60U results

Urso, L.*; Zohm, H.*; Fischer, R.*; 諫山 明彦; 鎌田 裕; ASDEX Upgradeチーム; JT-60チーム

Europhysics Conference Abstracts (CD-ROM), 32D, 4 Pages, 2008/00

新古典テアリングモード(NTM)は、発生するとプラズマの到達ベータ値や閉じこめ性能を劣化させることが知られていて、多くの装置において観測されている。電子サイクロトロン電流駆動(ECCD)を用いたNTMの安定化はASDEX-UやJT-60U等において行われていて、安定化手法の開発も行われている。今回、ASDEX-U及びJT-60UにおけるNTM安定化実験の平衡及び分布データを用いて、NTMの時間発展を記述する修正Rutherford方程式に含まれる係数の値を評価した。その結果、同程度の大きさの係数で両装置のNTMが記述できることが明らかになった。また、NTMの成長時及び消滅時における時間発展に関しても実験結果を比較的よく再現する結果が得られた。

論文

Neutronics experiment on a helium cooled pebble bed (HCPB) breeder blanket mock-up

Batistoni, P.*; Angelone, M.*; Bettinali, L.*; Carconi, P.*; Fischer, U.*; Kodeli, I.*; Leichtle, D.*; 落合 謙太郎; Perel, R.*; Pillon, M.*; et al.

Fusion Engineering and Design, 82(15-24), p.2095 - 2104, 2007/10

 被引用回数:15 パーセンタイル:22.59(Nuclear Science & Technology)

ヨーロッパ核融合技術プログラムにおいて、EUが提案している核融合テストブランケットモジュール模擬体系の核融合中性子工学実験をイタリアENEAの核融合中性子源FNGで実施した。ヘリウム冷却型ぺブルベッドタイプを模擬した体系内に生成するトリチウム量を炭酸リチウムペレットによる液体シンチレーションカウンター法でイタリア,ドイツ及び日本と共同して測定した。またモンテカルロ計算によるトリチウム生成量の評価も同時に実施し、計算値が誤差9%程度で一致することを確認した。

論文

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

 被引用回数:5 パーセンタイル:58.97(Nuclear Science & Technology)

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。

論文

Estimation of radioactivities in the IFMIF liquid lithium loop due to the erosion and corrosion of target back-wall

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

Fusion Science and Technology, 47(4), p.1008 - 1011, 2005/05

 パーセンタイル:100(Nuclear Science & Technology)

IFMIFリチウムループ中では、強力な中性子に照射されたターゲット背壁の放射化と腐食により大量の放射性腐食生成物が発生する。原研で開発された放射化計算コードACT-4, FENDLに基づく核融合炉用放射化断面積ライブラリー及び加速器用放射化断面積ライブラリーIEAF-2001を用いてその量を計算した。その結果、リチウム中の放射性腐食生成物は反応生成物Be-7に比べて非常に少ないことがわかったが、あいにくループの内壁に対する沈着挙動等リチウム中での腐食生成物の化学的特性データがほとんどない。そこで、1年間の運転によりリチウム中に発生した放射性腐食生成物の100%沈着を想定してリチウム配管周りの空間線量率を評価したところ、配管表面での作業のためには1年ほど冷却を待たないと許容線量率以下にならないことがわかった。したがって、保守作業のためには、放射性腐食生成物についても効率の良いリチウム浄化装置が必要である。

報告書

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$$^{3}$$)を有し照射量200dpaまで照射可能な強力中性子束(2MW/m$$^{2}$$)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。

論文

Benchmark and MC sensitivity/uncertainty analyses of FNS beryllium and iron TOF experiments and IPPE nickel TOF experiment using EFF-3 data

今野 力; Fischer, U.*; Perel, R.*

Journal of Nuclear Science and Technology, 39(Suppl.2), p.1045 - 1048, 2002/08

ヨーロッパ核融合ファイルEFF-3の9Be,56Fe,58Ni,60Niが最近新たに評価された。これらの核データの積分テストとして原研FNSでのベリリウム,鉄TOF実験,IPPEでのニッケルTOF実験の解析を行った。その結果、56Feの 最新のEFF-3の核データは必ずしもよくなく、9Be,58Ni,60Niの最新のEFF-3の核データはJENDL-3.2,ENDF/B-VIと同程度の精度であることがわかった。さらに、感度不確定性解析を行った。弾性散乱断面積はほぼ全エネルギーで感度が高く、(n,2n)反応は10MeV以上の中性子に高い感度を有した。計算された中性子束の不確定性を感度と共分散データから推定した。EFF-3を用いた計算では1MeV以上の中性子束の不確定性はENDF/B-VIを用いた計算の1/2から1/3であったが、0.5MeV以下の中性子束の不確定性はEFF-3を用いた計算はENDF/B-VIを用いた計算と同程度かそれよりも大きい結果となった。

論文

Commensurate-incommensurate magnetic phase transitions of CePtAl

D$"o$nni, A.*; 北澤 英明*; Fischer, P.*; Tang, J.*; 神木 正史*; 遠藤 康夫*; 森井 幸生

Journal of Physics; Condensed Matter, 7, p.1663 - 1678, 1995/00

 被引用回数:30 パーセンタイル:16.13(Physics, Condensed Matter)

電気抵抗、比熱、帯磁率測定から三つの磁気相転移がT$$_{1}$$=5.9K、T$$_{2}$$=4.3KとT$$_{3}$$=2.2Kで起こることが判明しているCePtAlについて中性子粉末回折実験を行った。CePtAlの磁気構造はT$$_{2}$$≦T≦T$$_{1}$$ではk$$_{1}$$=0とk$$_{3}$$=[0,0.463,0]、T≦T$$_{2}$$ではk$$_{1}$$=0、k$$_{2}$$=[0,1/2,0]の二つの磁気伝播ベクトルで表されることが判明した。このような磁気構造の複雑さは、Ce-Ce最近接間相互作用がb軸方向にあり、Ce-Ce第2近接相互作用がa軸方向にある異方性の競合に起因している。

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