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中山 梓介; 岩本 修; 渡辺 幸信*; 緒方 一介*
no journal, ,
核融合炉材料の照射試験や医療用RIの製造に使用する大強度中性子源として、重陽子加速器を用いたものが提案されている。こうした中性子源の設計研究に資するため、軽核(Li-6,7, Be-9, C-12,13)に対する重陽子核反応データファイルJENDL/DEU-2020を開発した。また、本ファイルをPHITS等のモンテカルロ粒子輸送計算コードで読み込んでシミュレーションを行い、その精度を検証した。その結果、JENDL/DEU-2020を用いたシミュレーション結果は、TENDLの重陽子サブライブラリやPHITSに内蔵された核反応モデルを用いたシミュレーション結果よりも、厚い標的からの中性子収量の実測値を良く再現した。
大図 章; 前田 亮; 米田 政夫; 藤 暢輔
no journal, ,
原子力機構では、核不拡散・核セキュリティ分野における核燃料物質のNDA技術の向上を目的として、4つのアクティブ中性子法を組み合わせた統合型非破壊測定装置の開発を実施している。これまでにダイアウェイ時間差分析(DDA)と即発ガンマ線分析(PGA)部の製作を完了し、現在は中性子共鳴透過分析(NRTA)部を製作している。DDAは、使用済み核燃料等の高線量核物質を測定するときに主にCmからの自発核分裂中性子の影響を受ける。これまでにバイアル瓶サイズの容器を用いてCmからの妨害中性子の影響を調べ、問題なく測定できることを報告した。試料の容量がさらに増えるとそれに伴って自発核分裂中性子の影響も大きくなり、測定が困難になると考えられる。本研究では、バイアル瓶の100倍の容量を持つMOX缶サイズの容器を測定した場合の影響について調査した。その結果、再処理の使用済燃料溶解槽溶液に含まれるCmの自発核分裂中性子の増加に伴って妨害成分は増加するが、その溶液の中性子強度(約4.2GBq)の約50倍まではDDA測定に大きな影響が無いことを確認した。本研究開発は、文部科学省「核セキュリティ強化等推進事業費補助金」事業の一部である。
堀口 直樹; 山村 聡太*; 吉田 啓之; 阿部 豊*
no journal, ,
多相熱流動を解明するため時系列かつ2次元または3次元における界面形状データを取得可能な詳細計測手法が開発されている。例えば、燃料冷却材相互作用における溶融燃料ジェットの微粒化物といった分散相の詳細計測が実施され、3次元空間におけるその粒径等の時系列データの取得が達せられているが、個々の分散相を追跡する手法がないことから、3次元速度データの取得には至っていない。本報では、時系列3次元データを用いた分散相追跡手法の検討結果を報告する。本手法の適用性の確認には、TPFITを用いた詳細二相流動シミュレーションにより取得した3次元空間における分散相の体積率分布と速度分布データを用いた。結果として、分散相について時刻間の体積率分布の相関を取ることで速度を評価できることを確認した。
寺田 宏明; 永井 晴康; 都築 克紀; 門脇 正尚; 古野 朗子
no journal, ,
原子力事故等において大気中に放出される放射性物質の放出源情報を、空間スケールの異なる大気拡散計算と様々な種類の環境測定値の総合的比較により逆推定する手法を開発した。本手法では、空間スケールの異なる範囲で得られた様々な環境測定データから作成した測定値ベクトルと、計算領域や解像度が異なる拡散計算から作成したソース・レセプター行列をベイズ推定で用いることで、複数の空間スケールの拡散計算が様々な環境測定データを総合的に再現するように放出率を最適化する。本手法を、福島第一原子力発電所事故時の
Cs放出率推移の最適化に適用した。発電所周辺域, 東日本域, 北半球域の3つの空間スケールの拡散計算と、国内における地表沈着量や日降下量のほか、国内外における大気中濃度の観測データを使用して、従来研究においてベイズ推定を用いず領域スケールのデータのみから推定された放出率を最適化したところ、拡散計算の再現性が向上することを確認した。
河野 大樹*; 藤尾 和樹*; 湊 太志; 石塚 知香子*; 千葉 敏*
no journal, ,
核分裂障壁の理論予測は非常に困難であり、現状のベストな理論を用いても
MeV程度の誤差を持つことが知られている。特に対相関の取扱いによって予測値はばらつく。本研究では
中間子の非線形項を含んだラグランジアン密度に基づく相対論的平均場理論(共変的密度汎関数法)を用いて核分裂障壁を計算し、対相関のモデルやパラメータに対する依存性を調べる。また、その原因を探り、非相対論的密度汎関数法の結果と比較して報告する。
湊 太志
no journal, ,
複雑極まる原子核の性質を分析・理解し、理学的・工学的応用のために数値データ化して整理するのが核データ評価研究の仕事である。核データの存在意義は疑う余地もないが、核データ評価研究が本当に必要な分野であるか疑われる空気も全くないわけではない。将来も核データが原子力応用の基盤データとして存在し、社会のさらなる発展に寄与するために、核データ評価の研究者に今後求められるものは何か、現在の核データ研究者が抱える問題点について考察しながら、議論する。さらに、核データの研究者が保有している専門的知見を活かし、新しい分野を切り拓いていく必要性についても発表する。
Nb中性子断面積測定と共鳴パラメータの導出遠藤 駿典; 木村 敦; 中村 詔司; 岩本 修; 岩本 信之
no journal, ,
原子炉でも利用されているニオブ(Nb)の中性子断面積の高精度化を目指し、J-PARC・MLF・ANNRIにおいて、ゲルマニウム検出器およびリチウムガラス検出器を用いて、Nbの中性子捕獲断面積および全断面積の測定を行った。共鳴解析コードREFITを用いてNbの共鳴パラメータを400eV以下の中性子エネルギー領域で導出した。
C under different steam flow ratePham, V. H.; 永江 勇二; 倉田 正輝; 石橋 良*
no journal, ,
Since the severe accident at Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant, development of accident tolerant fuel claddings such SiC has been intensively discussed. However, application of SiC as fuel claddings has raised some concerns over its performance under severe accident conditions in steam. In this study, investigation of steam oxidation for SiC at 1400-1600C under 0.1 and 3 g/min steam flow rate was performed using newly developed laser heating facility. Results of the investigation showed that the SiC experienced a mass gain behavior under 0.1 g/min steam flow rate. Whereas, it suffered a mass loss under 3 g/min steam flow rate. Based on the mass change data obtained in the investigation, reaction rate constants and activation energy of the process were calculated and reported.
朝倉 和基; 下村 祐介; 堂野前 寧; 阿部 和幸; 北村 了一
no journal, ,
原子力の利用は、原子力発電のみならず、日本原子力研究開発機構をはじめとした研究機関, 大学, 民間企業, 医療施設等、幅広い範囲に及んでおり、これらの分野においては、核燃料物質, 放射性同位元素及び放射線発生装置として活用されている。そこで発生する低レベル放射性廃棄物は、今日に至るまで大半が埋設処分がなされず貯蔵され続けている。日本原子力研究開発機構大洗研究所では、廃棄物を処理する施設のみならず、廃棄物を発生させる施設も含め、埋設処分を見据えた取り組みを進めている。本発表は、大洗研究所内で発生する放射性廃棄物の埋設処分に向けて、主要課題のひとつである放射能濃度評価手法の検討結果について、令和元年度における取組みをまとめたものである。
志風 義明; 島添 健次*
no journal, ,
無人ヘリ搭載ガンマカメラを開発してこれまで福島県の高線量率地域にて測定試験を行ってきた。自律航行型無人ヘリ特有の動き等を把握して解析時に役立てるために今回、姿勢角センサー, レーザー距離計, 温度センサー及び小型カメラをガンマカメラ測定システムに追加する改善を行った。また、地上局で飛行位置の計数率の強弱を地図上でリアルタイムにモニタできるソフトウェアを新たに開発した。それらを評価するため、福島県大熊町の野外にて測定を行った。事前の地上値測定で判明したホットスポットを含むエリアを櫛形に飛行する測線フライト、及びホットスポット付近の上空の定位置でガンマ線画像撮影を行うホバリングフライト、2種類の測定を行った。今回増強した機能及びソフトウェアは十分に動作し、無人ヘリ搭載時の状況をより詳しく把握できた。データ解析では、測線フライトとホバリングフライトの両データから空間線量率分布が得られた。特に、ホバリングフライト時の無人ヘリの姿勢角の制限の仕方による地上値との相関の改善、及び無人ヘリの安定性の良い時間帯のデータの選択による測定結果の改善を確認できた。
佐藤 哲朗*; 吉村 和也; 佐藤 里奈; 金井塚 清一*; 眞田 幸尚; 安藤 真樹; 斎藤 公明
no journal, ,
生活行動経路の聞き取り調査とその行動経路全体をカバーする空間線量率の測定により避難指示が解除された地域等に住民が帰還した際の被ばく線量を推定する研究を2014年度から継続的に実施している。本研究において開発した被ばく線量シミュレータについて、その仕様および精度評価の結果について報告する。
Kim, M.; Malins, A.; 町田 昌彦; 吉村 和也; 吉田 浩子*; 斎藤 公明
no journal, ,
家屋の線量低減係数は一般的に家屋内外の限られた数の代表地点における空間線量率を測定して求められる。実際には家屋外の空間線量率は場所により様々に変化するため、空間線量率の正確な分布を取得し、家屋外線源が与える放射線場が、どのように家屋の存在により減衰するかを詳細に調査し線量低減係数の性質を明らかにすることが望まれる。本研究では、空間線量率の連続測定が可能な
プロッターを利用し、得られた家屋周囲の空間線量率分布情報を基に線量低減係数を求めた。その結果、家屋周囲のどのような地点に着目するかによって、線量低減係数は有意に変化することが分かった。
吉田 浩子*; Kim, M.; Malins, A.; 町田 昌彦; 吉村 和也
no journal, ,
現存被ばく状況において、より適切に被ばく線量推定を行うにあたっては住民の滞在時間がもっとも長い住家屋内の空間線量率の評価が重要であり、そのためには、線量低減係数について適正な値を用いることが必要である。我々は2012年からこれまでに旧・現避難指示区域の木造住家約150軒について住家内外の放射性物資の分布状況を調査し、住家周辺の数値から線量低減係数を評価してきた。本発表では、2012-2013年(除染前, 除染直後)及び2019年に評価した線量低減係数を比較し、その経時変化について報告する。
高野 和也; 加藤 篤志; 内田 昌人*; 村上 久友*
no journal, ,
ナトリウム冷却高速炉の制御棒は、制御棒案内管内において径方向に拘束されておらず、地震時に周辺構造物との相対変位が生じる。その相対変位に伴い制御棒案内管や制御棒駆動機構支持管といった周辺の原子炉内構造物と接触して3点支持拘束が発生し、地震時の制御棒挿入性に影響を及ぼすことが懸念される。これまで国内への適用性検討を行ってきた600MWe級のタンク型ナトリウム冷却高速炉の原子炉構造を対象に、地震時の制御棒相対変位量を評価し、3点支持拘束が発生する相対変位量と比較することで、地震時の制御棒挿入性について確認した。その結果、評価対象としたタンク型ナトリウム冷却高速炉における地震時の制御棒相対変位量は、主炉停止系及び後備炉停止系共に3点支持拘束が発生する相対変位量を下回り、地震時における3点支持拘束の発生を防止できる見通しが得られた。また、制御棒挿入性評価に対する裕度向上策を検討した。
木村 敦
no journal, ,
日本原子力学会核データ部会20周年記念の企画セッションにおいて、筆者の夢見る20年後の核データ研究を報告する。計算コードユーザーの核データの誤差に関する認識、実験に用いる放射性試料の準備、直接測定が困難な核種・反応に対する値付け、誤差の収束に向けた取り組み、将来の測定施設建設の観点に着目し、楽観的に将来の予想を行った。(中止となった「日本原子力学会2020年春の年会」と同一内容である。)
小野 正人; 島崎 洋祐; 石塚 悦男; 飯垣 和彦
no journal, ,
適合性審査の項目のひとつである耐震重要度分類について、設計当初に保守的に設定していた耐震重要度分類に対して、運転実績により得られた技術的知見を踏まえた安全上の特徴に着目して耐震重要度分類を見直した結果を報告する。
井元 純平; 中島 邦久; 逢坂 正彦
no journal, ,
軽水炉シビアアクシデント時、CsOHとステンレス鋼表面との化学反応により、CsFeO
が生成する化学吸着現象が起こることが示唆されている。Cs化学吸着挙動の解明のためには、ステンレス鋼表面に生成する鉄の酸化物との化学反応挙動を明らかにする必要がある。本研究では、CsOH・HOと鉄の酸化物であるゲーサイト(
-FeOOH)あるいはヘマタイト(-FeO
)やマグネタイト(FeO
)との混合粉末の化学反応を調べた結果、マグネタイトよりもヘマタイトやゲーサイトの方がCsOHとより反応しやすいことが明らかとなった。
鈴木 恵理子; 中島 邦久; 三輪 周平; 逢坂 正彦; 橋本 直幸*; 磯部 繁人*
no journal, ,
軽水炉シビアアクシデント時のステンレス鋼構造材へのセシウム(Cs)化学吸着挙動の解明に資するために、化学吸着によりステンレス鋼酸化層に生成したCs化合物の化学形と分布を透過型電子顕微鏡等の微視的手法を用いて調査した。その結果、化学吸着温度及びステンレス鋼表面からの深さによってCs化合物の化学形が異なることが分かった。
米山 海*; 佐藤 勇*; 松浦 治明*; 腰越 広輝*; 宮原 直哉*; 栗原 哲彦*; 鈴木 恵理子; 逢坂 正彦
no journal, ,
軽水炉シビアアクシデントによって発生するコンクリート廃棄物の合理的な処理処分に資するために、粗骨材, モルタル、及び粗骨材とモルタルの割合・分布を制御したコンクリートに対するCsの浸透実験を行い、Csの浸透挙動に及ぼす粗骨材の影響を調査した。粗骨材の分配係数及び拡散係数はモルタルよりも小さくなった一方で、粗骨材を含有するコンクリートの拡散係数はモルタルよりも大きくなった。このことから、粗骨材とモルタルの界面がCsの浸透挙動に影響を及ぼすことが分かった。
瀬川 智臣; 川口 浩一; 石井 克典; 鈴木 政浩; 深澤 智典*; 福井 国博*; 北澤 敏秀*
no journal, ,
使用済み燃料の再処理工程において、マイクロ波加熱直接脱硝法により硝酸ウラニル・硝酸プルトニウム混合水溶液から混合酸化物粉末へ転換している。Na冷却高速炉で非均質サイクルを想定した場合には、マイクロ波加熱脱硝特性が明らかになっていないMAが主体的となった溶液を脱硝することが求められるため、金属硝酸塩混合水溶液のマイクロ波加熱脱硝特性データ取得が必要とされている。本研究では、硝酸銅・硝酸ニッケル混合水溶液のマイクロ波加熱脱硝特性と生成物および中間生成物の複素比誘電率について評価を行い、混合割合や最終生成物である酸化物のマイクロ波エネルギー損失性が脱硝特性に顕著に影響を及ぼすことを明らかにした。マイクロ波加熱により脱硝反応が進行しない硝酸ニッケルにおいても、脱硝可能な硝酸銅と混合することによってマイクロ波加熱脱硝が可能となることが確認できたことから、MAのうち、硝酸ニッケルのようにマイクロ波加熱脱硝反応が進行しない物質においても、硝酸銅のように脱硝可能な物質である硝酸ウラニルと混合することにより、マイクロ波加熱脱硝が可能になると期待される。