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村瀬 清華*; 片岡 龍峰*; 西山 尚典*; 西村 耕司*; 橋本 大志*; 田中 良昌*; 門倉 昭*; 冨川 喜弘*; 堤 雅基*; 小川 泰信*; et al.
Journal of Space Weather and Space Climate (Internet), 12, p.18_1 - 18_16, 2022/06
被引用回数：1 パーセンタイル：22.72(Astronomy & Astrophysics)巨大な太陽フレアによってもたらされる太陽風により磁気圏内にエネルギーが溜まり、そのエネルギーが一気に解放されるサブストームが発生する。そのサブストームが発生する際、高エネルギー電子が大量に中間圏まで降り注ぐ事象(EEP)がしばしば観測されるが、その詳細な発生メカニズムは解明されていない。本研究では、あらせ衛星により観測された2つのEEPに対して、3次元グローバル電磁流体力学的(MHD)シミュレーションや放射線挙動解析コードPHITSを使った解析によりその発生メカニズムを検討した。その結果、カレントシート散乱とwave-particle散乱がEEPの初期及びサブストーム発生後に重要な役割を果たしていることが示唆された。
外池 幸太郎; 山本 俊弘; 三好 慶典; 内山 軍蔵; 渡辺 庄一*
Journal of Nuclear Science and Technology, 46(4), p.354 - 365, 2009/04
被引用回数：1 パーセンタイル：10.22(Nuclear Science & Technology)再処理施設の溶解工程にかかわる系統的な臨界ベンチマークデータを取得するため、日本原子力研究開発機構の定常臨界実験装置を用いて一連の臨界実験を実施した。燃焼度クレジットの導入を念頭において、ウラン酸化物燃料棒(5wt% 
U)と、模擬FP元素(サマリウム,セシウム,ロジウム,ユーロピウム)を添加した硝酸ウラニル水溶液(6wt% U)を組合せて、臨界量測定を行った。燃料棒は直径60cmの円筒タンクの中で溶液燃料中に1.5cm間隔の格子状に配列した。溶液燃料のウラン濃度は約320gU/Lに維持し、FP元素は約30GWd/tの燃焼度に相当する濃度とした。測定結果は、FP元素個別の反応度効果を解析的に評価する手法の検証、及び使用済燃料の非均質体系の中性子実効増倍率を計算する手法の検証に供される。本報告では、実験及びベンチマークモデルを詳述し、FP元素個別の反応度効果を評価する手順と結果を示す。実験結果と解析評価も比較する。
外池 幸太郎; 三好 慶典; 内山 軍蔵; 渡辺 庄一*; 山本 俊弘*
Proceedings of 8th International Conference on Nuclear Criticality Safety (ICNC 2007), p.222 - 227, 2007/05
軽水炉使用済燃料再処理工場の溶解工程に関する系統的な臨界ベンチマークデータを取得するため、日本原子力研究開発機構(JAEA)の定常臨界実験装置(STACY)において非均質炉心による一連の実験を行った。燃焼度クレジットの導入に焦点をあて、ウラン燃料棒と模擬FP物質を添加したウラン溶液燃料を組合せて臨界量を測定した。模擬FP物質とは、Sm, Cs, Rh及びEuの天然の同位体組成を持つ元素のことであり、一部実際のFP核種を含んでいる。実験結果は、FPの反応度効果を評価する解析手法の妥当性検証に供されるとともに、使用済燃料を含む非均質体系の中性子実効増倍率計算を検証する臨界ベンチマークデータとしても有用である。本報告では、液位変化に対する反応度ワース曲線,個々の模擬FP物質ごとの反応度効果を分離して評価する手順などを含む実験の詳細とともに、実験結果と解析評価の比較を報告する。
奥野 浩; 須山 賢也; 高橋 聡*; 渡辺 庄一*; 外池 幸太郎; 三好 慶典
Transactions of the American Nuclear Society, 95(1), p.283 - 284, 2006/11
「濃縮度5wt%を超える軽水炉ウラン酸化物燃料の実用化に関する技術開発」事業を6機関(テプコシステムズ,京都大学,武蔵工業大学,日本原子力研究所,グローバル・ニュークリア・フュエル・ジャパン,東芝)の連携の下で経済産業省からの受託として平成16年度に実施した。今回の発表は、旧日本原子力研究所,現在の日本原子力研究開発機構の担当分におもに基づいており、以下の内容からなる。(1)関連データ及び審査指針,(2)核的制限値,中性子吸収材効果,燃焼度クレジットの計算例,(3)ウラン溶液実験の計画,(4)結論。
平田 真史*; 三宅 泰宏*; Chujo, T.*; 小波蔵 純子*; 沼倉 友晴*; 清水 清昭*; 伊藤 万梨絵*; 木南 瀬里奈*; 森本 直道*; 平井 克明*; et al.
Review of Scientific Instruments, 77(10), p.10E719_1 - 10E719_3, 2006/10
被引用回数：0 パーセンタイル：0.01(Instruments & Instrumentation)開放端磁場プラズマにおいて端損失するイオン及び電子の同時測定を目的として、小型の静電型端損失電流検出器を提案した。この検出器は、自己収集原理に基づき、金属コレクターからの二次電子放出を抑える。プラズマ閉じ込め磁場を利用することで、付加磁場が不要であるという特徴を持つ。そのため、プラズマ閉じ込め磁場を乱さずに計測が可能で、かつ非常に小型化できる。検出器は、磁場に平行に配置されたバイアスされた陽極と、静電シールドされた陰極から構成される。タンデムミラー装置GAMMA10のエンド部の磁場を模擬したヘルムホルツ・コイルと、イオンビームラインを用いて特性を調べた。この開発した計測器を用いて、GAMMA10において電子サイクロトロン加熱によって生成された高エネルギー電子とイオンの同時入射の条件で、端損失電流計測に適用した。
住吉 光介*; 山田 章一*; 鈴木 英之*; 千葉 敏
Physical Review Letters, 97(9), p.091101_1 - 091101_4, 2006/09
被引用回数：101 パーセンタイル：93.04(Physics, Multidisciplinary)最終的にブラックホールが生成される大質量星の重力崩壊を、高密度核物質の状態方程式として2種類のセットを用いてニュートリノ輸送を取り入れた一般相対論的流体力学計算により研究した。内部殻のバウンスとショック波の停滞に続いて起こる質量降着による原始中性子星のブラックホールへの崩壊が状態方程式の違いによって異なる時間スケールで起こることが判明した。それに伴うニュートリノ放出は、エネルギーと光度を増加させながら0.5から1.5秒で終結する。超新星爆発の際に放出されるニュートリノのこのような性質は、ブラックホール生成のシグナルとして、また高密度物質の状態方程式を決定するために用いることができる可能性がある。
住吉 光介*; 山田 章一*; 鈴木 英之*; Shen, H.*; 千葉 敏; 土岐 博*
Astrophysical Journal, 629(2, Part1), p.922 - 932, 2005/08
被引用回数：228 パーセンタイル：97.41(Astronomy & Astrophysics)ニュートリノ輸送を考慮した球対称の一般相対論流体力学手法により、太陽質量の15倍の星が起こす超新星爆発における、重力崩壊からコアバウンスの1秒後までの長時間の時間発展を計算した。特に核・ハドロン物質の状態方程式(EOS)の効果を見るために2種類のEOSを用いた。ここで用いたどちらのEOSでも、ショック波は約100ミリ秒後に外向き伝搬をやめ、爆発に至らないことがわかった。しかし状態方程式の違いは、生成される原始中性子星の中心密度に2倍程度、ピーク温度で10MeV程度の差異を与えることがわかった。また、放出されるニュートリノのスペクトルにも有意な差があり、地上での実験でそれを検地できる可能性があることもわかった。
渡辺 庄一; 山本 俊弘; 三好 慶典
Transactions of the American Nuclear Society, 91, p.431 - 432, 2004/11
温度反応度効果は、臨界事故時の過渡特性を特徴づける主要な因子である。STACYの非均質炉心において二種類の格子配列について一連の温度効果の測定を行った。炉心は、軽水炉用使用済燃料再処理施設の溶解槽を模擬し、軽水炉型の燃料棒と低濃縮度の硝酸ウラニル水溶液から構成される。さまざまな溶液温度における臨界液位を測定した。臨界液位差法を用いて温度による臨界液位の変化から反応度効果を求めた。また、SRACコード及び輸送計算コードTWODANTを用いて温度効果を計算した。温度効果の実験値は、「2.1cmピッチ」については-2セント/
C、「1.5cmピッチ」では-2.5セント/Cとなった。また、計算値は実験値に対して約10%以内で一致した。
value measurement with Feynman- method utilizing time series data acquisition on low enriched uranium system外池 幸太郎; 山本 俊弘; 渡辺 庄一; 三好 慶典
Journal of Nuclear Science and Technology, 41(2), p.177 - 182, 2004/02
被引用回数：14 パーセンタイル：66.09(Nuclear Science & Technology)未臨界度監視システムの開発の一環として、検出器信号を時系列データとして収録する機能とファインマン・アルファ法によりアルファ値を評価する機能を一つのシステムとして構築し、STACYの非均質体系の動特性パラメータ(アルファ値)の測定を行った。本システムには橋本の階差フィルターが組み込まれており、臨界状態における測定も可能である。本システムによる測定結果はパルス中性子法による測定と一致した。
渡辺 庄一; 山根 祐一; 三好 慶典
JAERI-Tech 2003-045, 73 Pages, 2003/03
JAERI-Tech-2003-045.pdf:4.96MB
燃料溶液体系の臨界事故では、正確な情報が必ずしも得られないことから、その熱流動の振舞いを把握するためにはパラメータサーベイ計算が必要である。しかし、一方では従来の熱流動解析計算は時間を要するため、許容できる計算精度の範囲内で計算時間を短縮できる実用的な計算手法が必要である。このため、汎用熱流体解析コードPHOENICSをサブルーチンとして取込み、熱流動を考慮した多領域動特性方程式に基づく中性子エネルギー1群の3次元動特性解析コードを作成した。核熱計算と流動計算の時間刻み幅を分離し、さらに出力の時間変化に応じて時間刻み幅を自動調整することによってコードの計算時間短縮化を図った。TRACYを用いた0.5ドルの反応度投入後の過渡出力に引き続く、緩やかな出力変化が5時間持続する自然冷却特性実験について解析計算を行った。実用的な時間の範囲内で計算が可能であり、出力及び温度変化についての解析値は実験値をほぼ再現する見通しを得た。
山根 祐一; 三好 慶典; 渡辺 庄一; 山本 俊弘
Nuclear Technology, 141(3), p.221 - 232, 2003/03
被引用回数：5 パーセンタイル：36.81(Nuclear Science & Technology)日本原子力研究所の定常臨界実験装置STACYにおいて10%濃縮硝酸ウラニル水溶液の臨界実験の3回目のシリーズが行われた。直径80cm円筒炉心が水反射体付き又は反射体なしで用いられ、ウラン濃度190g/Lit.から240g/Lit.の間における臨界液位と液位微分反応度の系統的なデータが得られた。それぞれの実験条件における中性子実効増倍率
と、に対する不明量の影響が、核計算コードの実証用に提案されたベンチマークモデルと詳細モデルのそれぞれについて、数値計算によって評価された。MCNP 4BとJENDL-3.2断面積ライブラリーが用いられたサンプル計算では、ベンチマークモデルのの値が、水反射体炉心では誤差0.05%
で、反射体なしの炉心では誤差0.17%で再現された。
山本 俊弘; 三好 慶典; 菊地 司*; 渡辺 庄一
Journal of Nuclear Science and Technology, 39(7), p.789 - 799, 2002/07
被引用回数：5 パーセンタイル：34.58(Nuclear Science & Technology)10%濃縮の硝酸ウラニル水溶液の第2シリーズの臨界実験をSTACYでの28cm厚平板炉心タンクを用いて行った。ウラン濃度を464から300gU/Lまで変化させて系統的な臨界データが取得された。本報告書では、水反射体付き及び反射体なしの条件で計13の臨界体系について評価を行った。実験誤差の実効増倍率への影響を感度解析により求めた。計算モデルを構築するのに必要な、ベンチマークモデルを提示した。ベンチマークモデルに含まれる不確かさは約0.1%
kとなった。13の臨界体系はベンチマークデータとして認定できる。これらのベンチマークデータを用いて、標準的な計算コード,核データを用いたサンプル計算の結果も示す。
渡辺 庄一; 三好 慶典; 山根 祐一
JAERI-Tech 2002-043, 93 Pages, 2002/03
JAERI-Tech-2002-043.pdf:6.74MB
ウラン加工工場臨界事故では、初期バースト出力に引き続き、プラトー部では熱的に有意な出力レベルが持続した。一連の事故出力変化は、JCO東海事業所の
線エリアモニタの観測データとして記録されている。この有意な出力レベルが持続した要因として、JCO沈殿槽の冷却水ジャケットの水が流れていたことが挙げられる。また、緩やかな出力降下が観測されたが、主な要因として燃料溶液からの水分蒸発効果が考えられる。観測された出力を再現し得る熱的な条件について知見を得ることを目的として、JCO沈殿槽の本体部を模擬したモックアップ試験装置を製作し、一点炉近似動特性方程式を解いて得られた出力に基づき電気ヒータ出力を制御する方法により、プラトー部での熱特性シミュレーション試験を行った。主な試験パラメータは、初期投入反応度に対応する初期溶液温度及び熱除去にかかわる冷却水流量である。試験では有意な水分蒸発量が測定され、反応度約2.5ドルの場合にプラトー部での観測値を再現する結果が得られた。
渡辺 庄一; 三好 慶典
JAERI-Data/Code 2001-008, 62 Pages, 2001/03
JAERI-Data-Code-2001-008.pdf:17.38MB
JCO沈殿槽の臨界事故における、ウラン溶液注入時の界面挙動を把握することを目的として、沈殿槽の胴体部及び下部鏡板部の形状寸法を模擬した可視化容器(透明容器)を製作し、ウラン溶液注入時を再現した可視化試験を行った。注入液の容器内への拡散状態,可視化容器内への模擬溶液注入時の液面の揺動(スロッシング),ボイドの巻き込み状態等を観察するとともにビデオ撮影した。また、溶液注入時の液面の変動量及び平均上昇液位は、容器内に垂直配置した直読式水深棒を用いて測定した。溶液注入時のボイドの巻き込み量は局所的であった。注入初期の液面の高低差は
3mm程度であり、注入終了時で2mm程度に減少したことから、液面揺動量は平均液位に対して1%程度以内と考えられる。
仁科 浩二郎*; 山根 義宏*; 小林 岩夫; 館盛 勝一; 高野 誠; 三好 慶典; 奥野 浩; 中島 健; 三竹 晋*; 角谷 浩享*; et al.
日本原子力学会誌, 34(4), p.311 - 319, 1992/04
被引用回数：0 パーセンタイル：0.49(Nuclear Science & Technology)4年毎に開催される臨界安全性に関する国際会議が1991年9月に英国のオックスフォードにおいて行われた。本会議は臨界安全性の専門家が集まり、今回の発表総数は134件、参加者数は170名であり、広範囲の報告がなされた。主要なセッションとしては、1.各国の研究計画と臨界安全性実験、2.計算手法と核データの開発整備、3.臨界安全ハンドブックとデータベース、4.コードとデータライブラリーの検証、5.核燃料施設の臨界安全評価、6.測定技術と臨界パラメータ、及び7.臨界事故解析および警報システムが揚げられる。本報告は、最近の安全性の動向を、会議の主要な発表を紹介しつつリビューしたものである。
阿見 則男; 三好 慶典; 館盛 勝一
JAERI-M 91-184, 31 Pages, 1991/11
再処理抽出工程では、有機溶媒流量減少のような工程異常時に4価プルトニウム(Pu(IV))が抽出器内に蓄積をする可能性がある。このような蓄積で、Pu(IV)濃度がある限界を超えると第3相と呼ばれるPu(IV)、硝酸、TBPを高濃度で含む相が形成され、界面位や濃度分布、更に有機溶媒組成に大きく影響する。本報告では、界面位や濃度分布、有機溶媒組成等が抽出器の臨界性に及ぼす影響をMULTI-KENOを用いて調べた。多群核定数ライブラリはENDF/B-IVから作成したMGCL-26群とよび137群のデータセットを用いた。その結果、蓄積により高濃度になった有機相を、水相とみなして臨界計算を行っても中性子実効増倍係数の相違は1%程度であること、抽出器内で考えられる濃度範囲では燃料が抽出器中央に集まるような分布が中性子実効増倍係数をより大きくすること、TBPが通常濃度の30%より高くなると中性子実効増倍係数が減少することがわかった。
柳澤 宏司; 竹下 功; 三好 慶典; 杉川 進; 須崎 武則; 館盛 勝一
Proc. of the 91 Int. Conf. on Nuclear Criticality Safety,Vol. 2, p.V-65 - V-72, 1991/00
現在原研で建設・整備を進めているNUCEFには、STACY、TRACYと呼ばれる二基の臨界実験装置が設置される。これらの臨界実験装置では硝酸ウラン及び硝酸プルトニウムの溶液燃料を使用するため、これを実験目的に合わせて調製するための核燃料取扱設備を有する。核燃料取扱設備は、再処理施設と同様な6つの工程から構成され、燃料の溶解、濃縮、混合、精製等を行う。本論文では、核燃料取扱設備の臨界安全設計について、その基本方針と設計例について示した。
館盛 勝一; 三好 慶典
KURRI-TR-294, p.62 - 68, 1987/00
溶媒抽出法は、鉱石からのウラン回収に始まり、廃棄物からのプルトニウム回収迄、いわゆる核燃料サイクルの多くの局面に利用されている大変重要な化学処理法である。臨界安全性の観点からは、ウランが濃縮された後の転換工程、再処理工程、プルトニウム元素回収工程等における溶媒抽出工程が主な検討対象となる。これらの中で特に再処理工程は、1)ウラン、プルトニウム、FP等複雑な組成の物質を取扱い、高い収率と分類(除染)度が要求される高度技術より成立つ。2)処理容量増大(コスト軽減化)に伴い、工程内の放射能インベントリが大きい。といった特徴から重視されるのみならず、3)燃料サイクルにおける要としての位置付け(戦略)、更に4)我国では民間再処理工場の建設が目前に迫り、現在、その安全確保が厳重要架台となっている、等から、注目すべき工程であり、ここでも再処理抽出工程に焦点を当てながら話を進めたい。
渡辺 庄一; 外池 幸太郎; 吉山 弘; 山本 俊弘; 井澤 一彦; 三好 慶典
no journal, ,
再処理施設の使用済燃料溶解時を模擬したSTACYの臨界体系として、PWR用寸法仕様相当の5wt%濃縮度の棒状燃料集合体(正方格子ピッチ1.5cm)を6wt%濃縮度の濃縮度ウラン硝酸水溶液で満たした体系において、核分裂生成物の模擬元素サマリウムを添加した場合の臨界量を測定するとともに、添加物の反応度効果を評価した。
