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報告書

2020年度夏期休暇実習報告; HTTR炉心を用いた原子力電池に関する予備的検討; 核設計のための予備検討,3

石塚 悦男; 満井 渡*; 山本 雄大*; 中川 恭一*; Ho, H. Q.; 石井 俊晃; 濱本 真平; 長住 達; 高松 邦吉; Kenzhina, I.*; et al.

JAEA-Technology 2021-016, 16 Pages, 2021/09

JAEA-Technology-2021-016.pdf:1.8MB

2020年度の夏期休暇実習において、昨年度に引き続きHTTR炉心を原子力電池に見立てた場合の核的な予備検討として、MVP-BURNを用いて炉心の小型化について検討した。この結果、$$^{235}$$U濃縮度20%、54燃料ブロック(18$$times$$3層)炉心、半径1.6mのBeO反射体を使用すれば5MWで30年の連続運転が可能になることが明らかとなった。この小型炉心の燃料ブロック数は、HTTR炉心の36%に相当する。今後は、更なる小型化を目指して、燃料ブロックの材料を変更したケースについて検討する予定である。

論文

Nuclear data processing code FRENDY; A Verification with HTTR criticality benchmark experiments

藤本 望*; 多田 健一; Ho, H. Q.; 濱本 真平; 長住 達; 石塚 悦男

Annals of Nuclear Energy, 158, p.108270_1 - 108270_8, 2021/08

 被引用回数:0 パーセンタイル:0.01(Nuclear Science & Technology)

Japan Atomic Energy Agency has developed a new nuclear data processing code, namely FRENDY, to generate the ACE files from various nuclear libraries. A code-to-experiment verification of FRENDY processing was carried out in this study with criticality benchmark assessments of the high temperature engineering test reactor. The ACE files of the JENDL-4.0 and ENDF-B-VII.1 was generated successfully by FRENDY. These ACE files have been used in MCNP6 transportation calculation for various benchmark problems of the high temperature engineering test reactor. As a result, the k$$_{rm eff}$$ and reaction rate obtained by MCNP6 calculation presented a good agreement compared to the experimental data. The proper ACE files generation by FRENDY was confirmed for the HTTR criticality calculations.

報告書

2019年度夏期休暇実習報告; HTTR炉心を用いた原子力電池に関する予備的検討; 核設計のための予備検討,2

石塚 悦男; 中島 弘貴*; 中川 直樹*; Ho, H. Q.; 石井 俊晃; 濱本 真平; 高松 邦吉; Kenzhina, I.*; Chikhray, Y.*; 松浦 秀明*; et al.

JAEA-Technology 2020-008, 16 Pages, 2020/08

JAEA-Technology-2020-008.pdf:2.98MB

2019年度の夏期休暇実習において、HTTR炉心を原子力電池に見立てた場合の核的な予備検討を実施し、MVP-BURNを用いて熱出力5MWで30年の連続運転が可能となる燃料の$$^{235}$$U濃縮度と可燃性毒物に関して検討した。この結果、$$^{235}$$U濃縮度が12%、可燃性毒物の半径及び天然ホウ素濃度が1.5cm及び2wt%の燃料が必要になることが明らかとなった。今後は、炉心の小型化について検討する予定である。

報告書

2018年度夏期休暇実習報告; HTTR炉心を用いた原子力電池に関する予備的検討; 核設計のための予備検討

石塚 悦男; 松中 一朗*; 石田 大樹*; Ho, H. Q.; 石井 俊晃; 濱本 真平; 高松 邦吉; Kenzhina, I.*; Chikhray, Y.*; 近藤 篤*; et al.

JAEA-Technology 2019-008, 12 Pages, 2019/07

JAEA-Technology-2019-008.pdf:2.37MB

2018年度の夏期休暇実習として、HTTR炉心を原子力電池に見立てた場合の核的な予備検討を実施した。この結果、熱出力2MWで約30年、3MWで約25年、4MWで約18年、5MWで約15年の運転が可能であるこが明らかとなった。また、熱的な予備検討として、自然循環冷却かつ可動機器のない発電システムを有する原子力電池のイメージを提案した。今後は、次年度の夏期休暇実習として更に検討を進め、原子力電池の成立性について検討する予定である。

論文

Sensitivity and uncertainty analyses of lead sample reactivity experiments at Kyoto University Critical Assembly

Pyeon, C. H.*; 藤本 敦士*; 菅原 隆徳; 岩元 大樹; 西原 健司; 高橋 佳之*; 中島 健*; 辻本 和文

Nuclear Science and Engineering, 185(3), p.460 - 472, 2017/03

 被引用回数:7 パーセンタイル:70.7(Nuclear Science & Technology)

京都大学臨界集合体において実施された鉛サンプル反応度実験の感度および不確かさ解析を行った。SRAC2006とMARBLEコードを用いて、JENDL-4.0の共分散データに基づくPb同位体の反応やエネルギー領域の影響を詳細に解析した。これらの感度および不確かさ解析の結果について、JENDL-3.3, ENDF/B-VII.0, and JEFF-3.1を用いた時の結果と比較を行った。その結果、これらの結果をPb-Bi冷却型のADS核設計に反映するには、さらなる実験および解析が必要であることが示された。

論文

Validation of Pb nuclear data by Monte Carlo analyses of sample reactivity experiments at Kyoto University Critical Assembly

Pyeon, C. H.*; 藤本 敦士*; 菅原 隆徳; 八木 貴宏*; 岩元 大樹; 西原 健司; 高橋 佳之*; 中島 健*; 辻本 和文

Journal of Nuclear Science and Technology, 53(4), p.602 - 612, 2016/04

 被引用回数:16 パーセンタイル:90.45(Nuclear Science & Technology)

京都大学臨界集合体においてアルミニウムプレートを鉛プレートに置換することでサンプル反応度を測定し、鉛核データの不確かさ解析を行った。解析コードにはモンテカルロコードMCNP6.1を用い、核データライブラリとして、JENDL-3.3, JENDL-4.0, ENDF/B-VII.0, JEFF-3.1の4つを使用した。MCNPによる実験解析を通じて、JEDNL-3.3とJENDL-4.0による解析値の違いは、鉛核データの違いが支配的であった。さらに、JENDL-4.0とENDF/B-VII.0については鉛同位体と$$^{27}$$Alについてわずかな差が、JENDL-4.0とJEFF-3.1については$$^{238}$$Uと$$^{27}$$Alについて差があることを明らかにした。

論文

Influence of linear energy transfer on the scintillation decay behavior in a lithium glass scintillator

越水 正典*; 岩松 和宏*; 田口 光正; 倉島 俊; 木村 敦; 柳田 健之*; 藤本 裕*; 渡辺 賢一*; 浅井 圭介*

Journal of Luminescence, 169(Part B), p.678 - 681, 2016/01

TIARAのAVFサイクロトロンを用いてパルスイオンビームを発生し、Liガラスシンチレータ(GS20)の発光を計測した。20MeV H$$^{+}$$, 50MeV He$$^{2+}$$,および220MeV C$$^{5+}$$を照射した結果、400nm付近に、発光中心としてドープされているCe$$^{3+}$$イオンの5d-4f遷移に帰属されるバンドが観測された。発光のタイムプロファイル計測では、20MeV H$$^{+}$$では顕著に立ち上がりが遅く、高LETほど立ち上がりが速くなった。一方、減衰挙動には顕著な相違はなかった。これは、高密度エネルギー付与によって誘起された励起状態間相互作用によって、ホストガラスからCe$$^{3+}$$へのエネルギー移動過程が促進されたことが原因と考えられる。

報告書

研究用照射済ベリリウム試料の外国輸送(受託研究)

谷本 政隆; 田口 剛俊; 岡田 学; 塙 善雄; 土谷 邦彦; 池田 昌之*; 藤本 洋一*; Kotov, V.*; Kenzhin, E.*; Kenzhin, Y.*

JAEA-Technology 2011-001, 39 Pages, 2011/03

JAEA-Technology-2011-001.pdf:4.15MB

中性子照射されたベリリウムを処理して再利用することは、資源の有効利用,核不拡散体制の強化などのために行うべき課題である。そこで、現在実施されているJMTRの改修・再稼働の一環として、処理処分方法の検討されており、ベリリウムリサイクルに関する実証試験を国際科学技術センター(ISTC)のプロジェクトがカザフスタン共和国の国立原子力センター原子力研究所(NNC-IAE)と行っている。本報告書は、国際協力ISTCプロジェクトに基づき、研究用照射済ベリリウム試料を原子力機構からカザフスタン共和国のNNC-IAEに外国輸送するための輸送方法の検討を行い、実際に行った照射済ベリリウム試料の輸送結果をまとめたものである。

論文

$$E1$$ and $$E2$$ cross sections of the $$^{12}$$C($$alpha$$,$$gamma$$)$$^{16}$$O reaction at $$E_{rm{eff}}$$ $$sim$$ 1.2 MeV using pulsed $$alpha$$ beams

牧井 宏之; 上田 仁*; 天満 康之*; 永井 泰樹*; 嶋 達志*; 藤本 臣哉*; 瀬川 麻里子; 三島 賢二*; 西山 潤*; 井頭 政之*

AIP Conference Proceedings 1269, p.283 - 288, 2010/10

 被引用回数:0 パーセンタイル:0.02

$$^{12}$$C($$alpha$$,$$gamma$$)$$^{16}$$O反応はHe燃焼期における恒星の進化を理解するうえで非常に重要な反応である。しかしながら、低エネルギー領域での断面積の測定結果には大きな不確定性がある。われわれは大立体角・高効率NaI(Tl)検出器,パルス化$$alpha$$ビーム,標的膜厚モニターからなる新しいシステムの構築を行った。この測定システムを用いて$$^{12}$$C($$alpha$$,$$gamma$$)$$^{16}$$O反応により発生した$$gamma$$の角度分布を行い、重心系エネルギー1.2MeV付近で$$E1$$及び$$E2$$断面積の絶対値を導出した。

論文

Detection and temporal variation of $$^{60}$$Co in the digestive glands of the common octopus, ${it Octopus vulgaris}$, in the East China Sea

森田 貴己*; 乙坂 重嘉; 藤本 賢*; 西内 耕*; 木元 克則*; 山田 東也*; 葛西 広海*; 皆川 昌幸*; 吉田 勝彦*

Marine Pollution Bulletin, 60(8), p.1193 - 1199, 2010/08

 被引用回数:2 パーセンタイル:8.41(Environmental Sciences)

1989年代から2000年代にかけての2期間(1986年から1989年と1996から2005年)に東シナ海で採取したマダコ(${it Octopus vulgaris}$)を採取し、消化腺及び筋肉中の放射性核種濃度を測定した結果、周辺海域のそれに比べてわずかに高い人為起源放射性核種(コバルト60,セシウム137及び銀108m)濃度が検出された。その濃度と濃度比から、1980年代の高濃度は、全球フォールアウトによるものと推定された。コバルト60の濃度(試料採取時に減衰補正)は、1996年から2005年にかけて指数関数的に減少したが、その実効半減期は物理的半減期に比べて短かった。この傾向から、1990年代に見られた高いコバルト60の濃度は、単一の供給源によるもので、かつ、一時的に供給されたものであると推測された。同時期に他の海域で採取されたマダコの分析結果と比較したところ、コバルトの供給源は、日本列島の沿岸ではなく、東シナ海に限定できることが示唆された。

論文

Detection and activity of iodine-131 in brown algae collected in the Japanese coastal areas

森田 貴己*; 丹羽 健太郎*; 藤本 賢*; 葛西 広海*; 山田 東也*; 西内 耕*; 坂本 竜哉*; 牛堂 和一郎*; 田井野 清也*; 林 芳弘*; et al.

Science of the Total Environment, 408(16), p.3443 - 3447, 2010/06

 被引用回数:12 パーセンタイル:34.9(Environmental Sciences)

日本沿岸域で採取した褐藻からヨウ素-131($$^{131}$$I)が検出された。褐藻は高い濃縮係数によって放射性核種を体内に蓄積することから、放射性ヨウ素の生物指標として広く使われている。測定された褐藻に含まれる$$^{131}$$Iの比放射能の最大値は0.37$$pm$$0.010Bq/kg-wetであった。本研究で採取したすべての褐藻からセシウム-137($$^{137}$$Cs)も検出された。これらの海藻における$$^{131}$$Iと$$^{137}$$Csの比放射能には相関はなかった。$$^{137}$$Csの比放射能は0.0034$$pm$$0.00075から0.090$$pm$$0.014Bq/kg-wetの範囲であった。褐藻中$$^{137}$$Csの低い比放射能と変動幅の少ない濃度から、$$^{137}$$Csのソースが過去の核実験であることを示唆している。原子力発電所や核燃料再処理施設は$$^{131}$$Iの汚染源であることは知られているが、$$^{131}$$Iが検出された海域と核関連施設が立地する地域との関連はなかった。$$^{131}$$Iが検出されたほとんどの海域は多くの人口を抱える大都市近傍であった。$$^{131}$$Iは医療の放射線診断や治療にしばしば用いられる。本研究結果から、著者らは褐藻から検出された$$^{131}$$Iのソースは、原子力発電施設起因ではなく、放射線治療行為によるものであると考えている。

報告書

HTTR長期連続運転の結果の概要; 定格・並列30日運転

栃尾 大輔; 野尻 直喜; 濱本 真平; 猪井 宏幸; 関田 健司; 近藤 雅明; 七種 明雄; 亀山 恭彦; 齋藤 賢司; 藤本 望

JAEA-Technology 2009-005, 47 Pages, 2009/05

JAEA-Technology-2009-005.pdf:4.01MB

HTTRは1998年の初臨界達成後、定格運転及び高温試験運転の出力上昇試験を経て、現在、供用運転を行っている。今回、HTTRでは長期にわたって熱利用系に安定な熱供給ができることを実証するために、定格・並列運転で30日連続運転を行った。本報はその運転で得られたHTTRの長期連続運転の特性をまとめたものである。

論文

Particle control in long-pulse H-mode discharges of JT-60U

仲野 友英; 久保 博孝; 朝倉 伸幸; 竹永 秀信; 大山 直幸; 川島 寿人; 藤本 加代子

Nuclear Fusion, 48(8), p.085002_1 - 085002_8, 2008/08

 被引用回数:12 パーセンタイル:47.3(Physics, Fluids & Plasmas)

短時間放電では、第一壁が水素を吸収することにより、排気の役目を担っている(壁排気)。短時間放電ではこの壁排気はプラズマの密度制御に有効であるが、将来の長時間放電では壁の水素蓄積量が飽和に達するため壁排気が効かなくなると考えられている。JT-60Uでは、長時間高密度Hモードプラズマを、ダイバータ排気を用いて第1壁が飽和した条件下で維持した。壁排気が働かず、さらにガスが放出される条件下で、閉じ込めエネルギーとELMを維持した。ガスの放出は、ダイバータ板の温度上昇による。一方、X点MARFEと非接触ダイバータプラズマを伴う高密度放電では、壁排気が20秒間以上続いた。X点MARFE及び非接触ダイバータプラズマについても、ダイバータ排気を用いて制御できた。これにより、ダイバータ排気とガスパフを用いた電子密度制御が壁飽和条件下で有効であることを示した。しかし、電子密度を維持するように壁の排気率が変化することがわかった。これは、壁への粒子束と壁からの粒子放出が動的平衡になることが、壁排気の重要な機構の一つであることを示す。

論文

NMR studies of actinide dioxides

徳永 陽; 酒井 宏典; 藤本 達也; 神戸 振作; Walstedt, R. E.*; 生嶋 健司*; 安岡 弘志; 青木 大*; 本間 佳哉*; 芳賀 芳範; et al.

Journal of Alloys and Compounds, 444-445, p.241 - 245, 2007/10

 被引用回数:14 パーセンタイル:64.49(Chemistry, Physical)

本論文ではわれわれが最近行っているネプツニウム及びプルトニウム化合物についての核磁気共鳴法(NMR)による研究結果を紹介する。NpO$$_2$$ではこの物質で見られる新規な多極子秩序相の本質を探るため、世界初となるNMR法による測定を行った。その結果、NMR法を用いることにより従来の方法では難しかった多極子秩序変数の直接観測が可能であることを見いだした。さらに得られた結果はf電子系における多極子秩序の様子を微視的観点から明らかにするものとなった。またPuRhGa$$_5$$においては単結晶試料を用いて$$^{69,71}$$Ga-NMR/NQR測定を行った。超伝導状態におけるスピン-格子緩和時間の測定からこの物質が異方的な超伝導ギャップ(2$$Delta(0)$$=5$$K_BT_c$$)を持つことを示した。さらにナイトシフトが超伝導状態で減少することを見いだし、この物質がスピン一重項超伝導であることも明らかにした。

論文

Particle control under wall saturation in long-pulse high-density H-mode plasmas of JT-60U

久保 博孝; 仲野 友英; 朝倉 伸幸; 竹永 秀信; 都筑 和泰; 大山 直幸; 川島 寿人; 清水 勝宏; 浦野 創; 藤本 加代子; et al.

Proceedings of 21st IAEA Fusion Energy Conference (FEC 2006) (CD-ROM), 8 Pages, 2007/03

短時間放電では、第一壁が水素を吸収することにより、排気の役目を担っている(壁排気)。短時間放電ではこの壁排気はプラズマの密度制御に有効であるが、将来の長時間放電では壁の水素蓄積量が飽和に達するため壁排気が効かなくなると考えられている。JT-60では、30秒間のELMy Hモード放電を繰り返し行うと、放電中に壁飽和が観測された。この壁飽和状態における粒子制御及び粒子挙動に関して報告する。JT-60Uでは、壁が飽和し壁排気が有効でない場合、さらにはダイバータ板の温度上昇によりダイバータ板からガス放出がある場合において、ダイバータ排気を用いることにより高密度ELMy Hモードプラズマの密度制御が可能であることを実証した。粒子挙動に関しては、第一壁に水素が蓄積し飽和する過程,ダイバータ板の温度上昇によりガスが放出される過程,プラズマ壁相互作用の変化により壁からの粒子の入射と放出が変化する過程に関して議論する。

論文

Multipolar phase transition in NpO$$_{2}$$; Comparison with UO$$_2$$ from $$^{17}$$O-NMR

徳永 陽; 本間 佳哉*; 神戸 振作; 青木 大*; 生嶋 健司; 酒井 宏典; 池田 修悟; 山本 悦嗣; 中村 彰夫; 塩川 佳伸; et al.

Journal of the Physical Society of Japan, 75(Suppl.), p.33 - 35, 2006/08

現在、f電子の多極子自由度を起源とする新しい秩序状態に注目が集まっている。本研究でわれわれが対象としたNpO$$_2$$における低温秩序相の存在は1950代には既に知られていた。しかし比熱に大きな飛びが観測されるにもかかわらず、明確な磁気モーメントが存在しないこの奇妙な秩序相の存在は、その後半世紀以上にわたり多くの謎を投げかけてきた。最近、この秩序相が高次の八極子による秩序である可能性が議論され、その起源にあらためて注目が集まっている。そこでわれわれはこの系では初めてとなるNMR測定を実施し、微視的観点からこの秩序変数の同定を現在進めている。発表では新たに合成した単結晶試料での角度分解したNMR測定の結果を中心に報告する。

論文

Soft-X-ray high-resolution photoemission study on the valence transitions in YbInCu$$_{4}$$

佐藤 仁*; 吉河 訓太*; 平岡 耕一*; 有田 将司*; 藤本 浩二*; 小島 健一*; 室 隆桂之*; 斎藤 祐児; 関山 明*; 菅 滋正*; et al.

Physical Review B, 69(16), p.165101_1 - 165101_6, 2004/04

 被引用回数:31 パーセンタイル:77.88(Materials Science, Multidisciplinary)

YbInCu$$_{4}$$の価電子帯の電子状態を励起エネルギー800eVを用いた高分解能光電子分光によって調べた。測定温度を50Kから40Kに下げると、42Kの価数転移に伴い、Yb$$^{2+}$$成分は著しく強度が増加し、一方Yb$$^{3+}$$成分の強度は減少した。Ybイオンの価数はこの光電子スペクトルから直接導出され、100Kにおいて約2.81であり、50Kまで徐々に減少し、40Kにおいて約2.68へ急激に変化した。これらの値は、これまでに報告されている検出深さの短い実験と比べて大きく、YbInCu$$_{4}$$の準表面状態の存在を示唆する。また、測定温度を50Kから40Kに下げると、Yb$$^{3+}$$成分の多重項構造が50meV程度高結合エネルギーに移動することが観測された。これは、Ybの4f準位に電子を加えるためのエネルギーの増加を反映していると考えられ、価数転移現象とよく対応する。

報告書

高温工学試験研究炉の出力上昇試験; 試験経過及び結果の概要

中川 繁昭; 藤本 望; 島川 聡司; 野尻 直喜; 竹田 武司; 七種 明雄; 植田 祥平; 小嶋 崇夫; 高田 英治*; 齋藤 賢司; et al.

JAERI-Tech 2002-069, 87 Pages, 2002/08

JAERI-Tech-2002-069.pdf:10.12MB

高温工学試験研究炉(High Temperature engineering Test Reactor : HTTR)の出力上昇試験は、30MW運転時に原子炉出口冷却材温度が850$$^{circ}C$$となる「定格運転」モードでの試験として、平成12年4月23日から原子炉出力10MWまでの出力上昇試験(1)を行い、その後、原子炉出力20MWまでの出力上昇試験(2),30MW運転時に原子炉出口冷却材温度が950$$^{circ}C$$となる「高温試験運転」モードにおいて原子炉出力20MWまでの出力上昇試験(3)を行った。定格出力30MW運転達成のための試験として平成13年10月23日から出力上昇試験(4)を開始し、平成13年12月7日に定格出力30MWの到達及び原子炉出口冷却材温度850$$^{circ}C$$の達成を確認した。出力上昇試験(4)については、平成14年3月6日まで実施し、定格出力30MWからの商用電源喪失試験をもって全ての試験検査を終了して使用前検査合格証を取得した。「定格運転」モードにおける原子炉出力30MWまでの試験結果から、原子炉、冷却系統施設等の性能を確認することができ、原子炉を安定に運転できることを確認した。また、試験で明らかとなった課題を適切に処置することで、原子炉出力30MW,原子炉出口冷却材温度950$$^{circ}C$$の達成の見通しを得た。

報告書

HTTR出力上昇試験での臨界制御棒位置と温度係数; 中間報告

藤本 望; 野尻 直喜; 高田 英治*; 齋藤 賢司; 小林 正一; 澤畑 洋明; 石仙 繁

JAERI-Tech 2000-091, 49 Pages, 2001/03

JAERI-Tech-2000-091.pdf:2.0MB

現在HTTRでは出力上昇試験を進めており、これまで50%出力を達成している。HTTRの出口温度は950$$^{circ}C$$と高いため、出力上昇の過程で炉心内の温度変化が大きい。このような炉心の解析精度の向上を目的として各出力での臨界制御棒位置及び温度係数について測定を行い、解析との比較を行った。解析は、熱流動解析コードと拡散計算のくり返しにより求めた炉内温度分布を用いて、モンテカルロ計算と拡散計算により行った。その結果、臨界制御帽位置はモンテカルロ計算により50mm以下の誤差で一致し、100%出力では2900mm程度になると予想された。温度係数は拡散計算の結果とよく一致した。今後、出力100%までの測定を行い、解析結果と比較することにより解析精度の向上を目指す。

論文

会議開催準備活動の概要

加藤 正平; 井上 康*; 金子 正人*; 甲斐 倫明*; 藤元 憲三*; 鈴木 征四郎*; 高上 民治*; 熊谷 哲之*

保健物理, 35(3), p.319 - 326, 2000/09

IRPA-10(国際放射線防護学会第10回国際会議)が2000年5月広島にて開催された。本稿はIRPA-10の特集記事の一部として、会議開催準備活動の概要を述べたものである。会議の誘致、開催決定後の準備活動を紹介した。

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