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報告書

マイナーアクチノイドの水溶液系での臨界質量評価; 分離プロセスにおける臨界安全評価のための基礎データ

森田 泰治; 福島 昌宏; 鹿島 陽夫*; 津幡 靖宏

JAEA-Data/Code 2020-013, 38 Pages, 2020/09

JAEA-Data-Code-2020-013.pdf:1.94MB

マイナーアクチノイド分離プロセスにおける臨界安全評価のための基礎データとして、Cm, Amおよびこれらの混合物についての中性子減速系である水混合系(均質, 水反射体付き)での臨界質量を求める計算を行った。Cm-244とCm-245との混合系では、核分裂性であるCm-245の比率が大きいほど臨界質量が小さいが、臨界となるときのCm-245重量が、Cm-245の比率によらずに概ねCm-245のみの濃度で整理できることを明らかにした。実際の再処理プロセスで取り扱うPu-239: 71%, Pu-240: 17%, Pu-241: 12%のPu同位体混合物と比べるとCm-245: 30%の方が臨界となりやすい。Cmを、Amを含む他の元素から分離し、その溶液を濃縮する場合は臨界防止への配慮が必要である。一方、Amでは、核分裂性の同位体であるAm-242m単体での最小臨界質量は、Cm-245に比べて小さい。しかし、使用済燃料中ではAm-242mの同位体比率は小さく、その比率が最も高くなる高速炉燃料中のAmの場合でも数%程度であり、わずかな水混合で臨界質量が大きくなることがわかった。そのため、Amの同位体混合物では中性子減速系での臨界は考慮する必要がなく、また、これはAm-Cm混合物でも同様である。

論文

An Attempt for determining $$^{235}$$U/$$^{238}$$U ratio for a trace amount of uranium: Search for an extinct radionuclide $$^{247}$$Cm in the early solar system

Chai, J.; 宮本 ユタカ; 國分 陽子; 間柄 正明; 桜井 聡; 臼田 重和; 大浦 泰嗣*; 海老原 充*

Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, 272(2), p.397 - 401, 2007/05

https://doi.org/10.1007/s10967-007-0535-0
 被引用回数：2 パーセンタイル：18.72(Chemistry, Analytical)

Cm-247は半減期が1600万年で、代表的な消滅核種I-129とほぼ等しく、これらの核種が太陽系初期に隕石中に取り込まれるとすれば、その核合成過程であるr-プロセスが太陽系形成の直前まで継続して起こっていなければならない。このような消滅核種の太陽系形成時における存在度は、それらの核種を生成した核合成プロセスばかりでなく、太陽系形成プロセスを考えるうえで非常に大きな制約条件を与えるものと考えられる。Cm-247は$$alpha$$壊変によりU-235になるので、ウランの同位体比(U-235/U-238)に変動を与える可能性がある。ウランに対してキュリウムが濃縮されている鉱物相を分離できれば、そこでのウランの同位体組成には変動が見いだされる可能性が大きい。そこで、二重収束型ICP-MSを用いてウランの同位体比を高精度で測定することとした。その結果、ウランの同位体比,ウラン及び希土類元素の定量値のデータから、太陽系初期におけるCm-247の存在度はU-235に対して0.003以下であった。

論文

Identification of the new isotope $$^{241}$$Bk

浅井 雅人; 塚田 和明; 市川 進一; 阪間 稔*; 羽場 宏光*; 永目 諭一郎; 西中 一朗; 秋山 和彦; 豊嶋 厚史; 金子 哲也*; et al.

European Physical Journal A, 16(1), p.17 - 19, 2003/01

https://doi.org/10.1140/epja/i2002-10112-y
 被引用回数：8 パーセンタイル：50.24(Physics, Nuclear)

原研タンデム加速器に付設されたガスジェット搬送装置結合型オンライン同位体分離装置を用いて新核種$$^{241}$$Bkを初めて同定した。$$^{241}$$BkのEC崩壊に伴うX線及び3本の$$gamma$$線を確認し、半減期を4.6分と決定した。半減期の値と観測された$$gamma$$線のエネルギーや強度は、$$^{241}$$Bkの基底状態$$pi 7/2^{+}[633]$$から娘核の励起準位$$nu 7/2^{+}[624]$$へのEC遷移を考えることで無理なく説明できる。

論文

Alpha-decay damage of Cm-doped Perovskite

三田村 久吉; 松本 征一郎; 坪井 孝志; E.R.Vance*; B.D.Begg*; K.P.Hart*

Materials Research Society Symposium Proceedings, Vol.353, 0, p.1405 - 1412, 1995/00

Cm-244添加ペロブスカイト試料を1250$$^{circ}$$C,29MPa,2時間のホットプレスにより作製した。作製された試料のCm-244の比放射能は22GBq/gで、$$alpha$$崩壊の線量が増加するにつれて、試料の密度はほぼ直線的に減少し、集積線量が4$$times$$10$$^{17}$$$$alpha$$崩壊/gでは、0.7%の密度減少が観測された。2種の異なる集積線量を持つ試料について、pH2水溶液による90$$^{circ}$$Cでの二ヶ月間の浸出試験を行ったところ、最初の一月間は、Cm浸出率が時間とともに増加する傾向を示したが、その後は、浸出液のpH増加に対応したCm浸出率の減少が見られた。

論文

$$alpha$$-decay damage effects in curium-doped titanate ceramic containing sodium-free high-level nuclear waste

三田村 久吉; 松本 征一郎; M.W.A.Stewart*; 坪井 孝志; 橋本 昌亮*; E.R.Vance*; K.P.Hart*; 冨樫 喜博; 金澤 浩之; C.J.Ball*; et al.

Journal of the American Ceramic Society, 77(9), p.2255 - 2264, 1994/00

https://doi.org/10.1111/j.1151-2916.1994.tb04591.x
 被引用回数：30 パーセンタイル：80.41(Materials Science, Ceramics)

Naを含まない模擬高レベル廃棄物の多相チタン酸セラミック固化体に0.91wt%のCm-244を添加して$$alpha$$崩壊の影響を調べた。1.2$$times$$10$$^{18}$$($$alpha$$崩壊/g)の線量を受けた試料のX線回折結果から、3つの構成主相-ホランダイト、ペロブスカイト、ジルコノライトの単位格子体積がそれぞれ0,2.7,2.6%増加していた。放射線損傷による体積膨張で密度は徐々に減少し、上記の線量を受けた試料の密度減少は1.7%に達した。2$$times$$10$$^{17}$$($$alpha$$崩壊/g)の線量を受けた試料からの浸出率を以前のNaを含んだ試料からの結果と比較したところ、Naを含まない場合にはCsの浸出率が3~8倍低くなった。

論文

ボストン大学と超並列計算機; Prof.Claudio Rebbi の招待講演から

横川 三津夫

NCCニュース, 0(15), p.21 - 24, 1992/00

1991年10月30,31日に第7回「原子力におけるソフトウェア開発」研究会が東海研究所で開催された。「超並列計算機とその応用」のセッションでは、計算科学の研究に超並列計算機を積極的に応用してきた事例紹介として、米国ボストン大学計算科学センター長Claudio Rebbi教授が招待され講演を行った。本稿では、講演の要旨を紹介する。

論文

Synthesis of transuranium nuclides from interaction of $$^{1}$$$$^{6}$$O with $$^{2}$$$$^{3}$$$$^{8}$$U

篠原 伸夫; 市川 進一; 臼田 重和; 鈴木 敏夫; 岡下 宏; 関根 俊明; 畑 健太郎; 藤原 一郎*

Americium and Curium Chemistry and Technology, p.251 - 260, 1985/00

重イオン核反応により重いアクチノイド核種を合成し、その核的並びに化学的特性及びその生成機構を究明する目的で、$$^{2}$$$$^{3}$$$$^{8}$$Uに$$^{1}$$$$^{6}$$Oを照射し、放射化学的手法を用いて生成核種を調べた。その結果、$$^{2}$$$$^{5}$$$$^{0}$$Fm等17各種の生成を確認し、それぞれの生成断面積を求めた。実験結果をもとに、上記17各種の生成機構を考察した。なお、本論文は1984年環太平洋国際化学会議の会議録として出版されるものである。

報告書

Evaluation of Neutron Nuclear Data for $$^{2}$$$$^{4}$$$$^{8}$$Cm and $$^{2}$$$$^{4}$$$$^{9}$$Cm

菊池 康之; 中川 庸雄

JAERI-M 84-116, 66 Pages, 1984/06

JAERI-M-84-116.pdf:2.15MB

$$^{2}$$$$^{4}$$$$^{8}$$Cmと$$^{2}$$$$^{4}$$$$^{9}$$Cmの中性子核データの評価を行った評価した物理量は、全断面積、弾性散乱と非弾性散乱断面積、核分裂断面積、中性子捕獲断面積、(n,2n)、(n,3n)、(n,4n)反応断面積、分離および非分離共鳴パラメータ、放出中性子の角分布およびエネルギー分布データ、そして核分裂あたり放出される平均の中性子数である。$$^{2}$$$$^{4}$$$$^{8}$$Cmの核分裂断面積は、実験データを基にして評価し、また$$^{2}$$$$^{4}$$$$^{9}$$Cmの核分裂断面積は系統性から推定した。その他の断面積は測定データがないため、光学模型と統計模型を使って計算した。なお本研究は動力炉・核燃料事業団の委託により行ったものである。

報告書

Evaluation of Neutron Nuclear Data for $$^{2}$$$$^{4}$$$$^{3}$$Cm

中川 庸雄; 五十嵐 信一

JAERI-M 9601, 51 Pages, 1981/07

JAERI-M-9601.pdf:1.4MB

$$^{2}$$$$^{4}$$$$^{3}$$Cmの中性子核データを10$$^{-}$$$$^{5}$$eVから20MeVの中性子エネルギーにわたって評価した。評価した量は共鳴パラメータ(26eV以下)、核分裂断面積、中性子捕獲断面積、弾性散乱および非弾性散乱断面積、(n、2n)、(n、3n)および(n、4n)反応断面積、二次中性子の角分布データ、そして核分裂反応当りの放出中性子数である。測定データの件数は非常に限られている。評価は、測定値と光学模型や統計模型による計算をもとにして行った。結果はENDF/Bフォーマットでファイル化されており、日本の評価ずみ核データライブラリーの第2版、JENDL-2に格納される。

報告書

$$^{2}$$$$^{4}$$$$^{5}$$Cmの中性子核データの評価

五十嵐 信一; 中川 庸雄

JAERI-M 7733, 50 Pages, 1978/06

JAERI-M-7733.pdf:1.46MB

Cm-245の中性子核データの評価を20MeV以下の全エネルギー領域にわたって行った。共鳴パラメータは60eV以下の領域で与えられていて、断面積はReich-Mooreの公式を使って計算するようになっている。これは実用上不便なので、一準位公式を使うように改め、その差をバックグラウンドデータとした。50eV以上の核分裂断面積を半経験式を使って再現した。捕獲断面積、非弾性散乱、弾性散乱、全断面積、(n,2n),(n,3n)反応断面積は光学模型、統計模型を使って計算し、また核分裂当りの放出中性子数も推定した。

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