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宮原 直哉; 三輪 周平; Gou
llo, M.*; 井元 純平; 堀口 直樹; 佐藤 勇*; 逢坂 正彦
Journal of Nuclear Science and Technology, 57(12), p.1287 - 1296, 2020/12
被引用回数：5 パーセンタイル：52.81(Nuclear Science & Technology)主にガス状ヨウ素の生成メカニズムに着目して原子炉冷却系におけるCsIの移行挙動を明らかにするため、温度勾配管を用いたCsIの移行再現実験を実施し、沈着物及び浮遊物の詳細分析を行った。その結果、ガス状ヨウ素が高温領域におけるCs-I-O-H反応体系の気相反応により生成し、速度論の効果によって化学形態を大きく変化させずに下流の低温領域に移行すること、凝縮したCsIの化学反応、すなわち、Cs
CrO
化合物が生成する壁面への沈着CsIとステンレス鋼の化学反応、またはエアロゾルとなったCsIと水蒸気との化学反応により、ガス状ヨウ素が生成することを明らかにした。
宮原 直哉; 三輪 周平; 堀口 直樹; 佐藤 勇*; 逢坂 正彦
Journal of Nuclear Science and Technology, 56(2), p.228 - 240, 2019/02
被引用回数：7 パーセンタイル：61.18(Nuclear Science & Technology)軽水炉シビアアクシデント時のソースターム評価における核分裂生成物(FP)化学挙動評価モデルを高度化するため、FP化学データベース「ECUME」の初版を構築した。ECUMEには、代表的な事故シーケンスにおける主要な化学反応と、その実効的な化学反応速度定数を実装する計画である。初版においては、300-3000Kの温度領域におけるCs-I-B-Mo-O-H系の主要化学種に対し、それらの生成に係る化学反応の速度定数を文献調査または第一原理に基づく理論計算によって整備した。構築した化学反応データセットを用いた解析の一例として化学反応解析を実施した結果、1000Kにおいて有意な化学反応速度の効果が見られた。また、平衡に至った後の化学組成を化学平衡計算の結果と比較したところ、代表的なCs-I-B-Mo-O-H系化学種に対して良く整合する結果が得られた。これらの結果から、構築したデータセットは、速度論の考慮が必要なシビアアクシデント時のCs-I-B-Mo-O-H系FP化学挙動評価のために有用であるとの結論を得た。
岩元 大樹; 明午 伸一郎
Journal of Nuclear Science and Technology, 56(2), p.160 - 171, 2019/02
被引用回数：3 パーセンタイル：31.36(Nuclear Science & Technology)放射線挙動解析コードPHITSは、加速器駆動核変換システムや核破砕中性子源施設等における放射能・被曝線量評価及び施設の遮蔽設計に重要な役割を演じるが、PHITSの核破砕反応を記述するモデルINCL4.6/GEMは核分裂生成物の収量を大幅に過小評価することが知られており、モデルの高度化が求められている。本研究では、核分裂生成物の収量予測に重要なパラメータとなる「核分裂確率」を現象論的に記述するモデルを提案し、このモデルを粒子輸送計算コードPHITSに組み込まれている脱励起過程計算コードGEMの高エネルギー核分裂モデルに適用した。実験値との比較の結果、広範囲 のサブアクチノイド核種に対する陽子入射,中性子入射及び重陽子入射反応に対して、核分裂断面積を統一的に予測でき、その予測精度は従来モデルよりも大幅に改善することを示した。さらに、本モデルを用いた解析により、核分裂生成物の同位体分布を精度よく求めるためには、核内カスケード過程計算コードINCL4.6における高励起残留核の記述の修正が必要であることを明らかにした。
西尾 勝久; 廣瀬 健太郎; L
guillon, R.*; 牧井 宏之; Orlandi, R.; 塚田 和明; Smallcombe, J.*; 千葉 敏*; 有友 嘉浩*; 田中 翔也*; et al.
Proceedings of 6th International Conference on Fission and Properties of Neutron-rich Nuclei (ICFN-6), p.590 - 597, 2017/11
We are promoting a fission study using multi-nucleon transfer reactions, where excited states in neutron-rich actinide nuclei, which cannot be accessed by particle capture and/or fusion reactions, are populated. This allows us to study fission in the new region of chart of nuclei. Also, the excited states in the fissioning nucleus are widely populated in the reactions, thus the effects of excitation energy on fission can be investigated. Experiments were carried out at the JAEA tandem facility in Tokai, Japan. We studied reactions using the 
O beam (
9MeV/u) and several actinide target nuclei such as 
Th, 
U, 
Np, 
Cm. Ejectile nuclei and thus the transfer channels were identified by a newly developed silicon 
E-E detectors. The produced nuclei in one experiment reached more than fifteen. Fission fragment mass distributions (FFMDs) were measured for each isotopes. Measured FFMDs are reproduced by a calculation based on the fluctuation-dissipation model (Langevin-type calculation), where effects of multi-chance fission were included. We also started to measure the prompt neutrons accompanied by fission.
宮原 直哉; 三輪 周平; 中島 邦久; 逢坂 正彦
Proceedings of 2017 Water Reactor Fuel Performance Meeting (WRFPM 2017) (USB Flash Drive), 9 Pages, 2017/09
本発表は、核分裂生成物(FP)の化学挙動データベースを作成するために必要な、FPの放出移行挙動を再現するための実験装置と、その実験結果を解析するための解析ツールを開発したことを報告するものである。開発した実験装置(TeRRa)を用いてFPの放出移行挙動を再現できることを確認するため、CsIを用いた性能確認試験を実施した。その結果、エアロゾルの生成、成長、沈着といった代表的な放出移行挙動が良く再現できることを確認した。解析ツールはCFDコードであるANSYS-FLUENTをベースに、いくつかのモデルを追加することにより開発した。開発した解析ツールの性能を確認するため、水蒸気雰囲気でのCsI加熱実験を模擬した試解析を実施した結果、追加したモデルが適切に機能していることを確認した。
O + Th reactionLguillon, R.; 西尾 勝久; 廣瀬 健太郎; 牧井 宏之; 西中 一朗*; Orlandi, R.; 塚田 和明; Smallcombe, J.*; 千葉 敏*; 有友 嘉浩*; et al.
Physics Letters B, 761, p.125 - 130, 2016/10
被引用回数：41 パーセンタイル：92.74(Astronomy & Astrophysics)It is shown that the multinucleon transfer reactions is a powerful tool to study fission of exotic neutron-rich actinide nuclei, which cannot be accessed by particle-capture or heavy-ion fusion reactions. In this work, multinucleon transfer channels of the O + Th reaction are used to study fission of fourteen nuclei 
Th, 
Pa, and 
U. Identification of fissioning nuclei and of their excitation energy is performed on an event-by-event basis, through the measurement of outgoing ejectile particle in coincidence with fission fragments. Fission fragment mass distributions are measured for each transfer channel, in selected bins of excitation energy. In particular, the mass distributions of 
Th and 
Pa are measured for the first time. Predominantly asymmetric fission is observed at low excitation energies for all studied cases, with a gradual increase of the symmetric mode towards higher excitation energy. The experimental distributions are found to be in general agreement with predictions of the fluctuation-dissipation model.
Nd method of evaluation of burnup for the PIE samples from Mihama-3 and Genkai-1 reactors須山 賢也; 望月 弘樹*
Annals of Nuclear Energy, 33(4), p.335 - 342, 2006/03
被引用回数：8 パーセンタイル：49.48(Nuclear Science & Technology)照射後試験(PIE)サンプルの燃焼度はそれにとってもっとも重要な値の一つである。この研究では、日本原子力研究所で取得された美浜3号炉及び玄海1号炉のPIEサンプルの燃焼度を再評価し、JENDL-3.3ライブラリを用いて SWAT及びSWAT2によって解析を行った。それらのサンプルの燃焼度は再評価によって2-3%の差を生じる。これは反応度差にすると、30GWd/t以上のサンプルで1%程度の中性子増倍率の差となった。再評価された燃焼度を用いて単一ピンセル及び集合体モデルでの計算を行い比較を行った。両者は数パーセントの差で一致し、単一ピンセル体系が適切であり、従来の計算結果でみられたプルトニウム同位体の過小評価は体系モデル化によるものではないことがわかった。
岸田 則生*; 村田 徹*; 浅見 哲夫*; 小迫 和明*; 真木 紘一*; 原田 秀郎*; Lee, Y.*; Chang, J.*; 千葉 敏; 深堀 智生
AIP Conference Proceedings 769, p.199 - 202, 2005/05
光核反応に対する核データは、高エネルギー電子加速器の遮蔽設計及び高エネルギー
線治療の分野に必要である。JENDL光核反応データファイルは、シグマ委員会の光核反応データ評価ワーキンググループによって整備された。われわれは多くの文献サーベイから、評価に必要な十分な実験データが圧倒的に不足しているので、光核反応データファイルを実験データのみから作成するのは困難であるという結論を得た。したがって、評価は統計模型核反応モデルの助けを借りて実施した。JENDL光核反応データファイルに格納される断面積データ等の物理量は、光吸収断面積,中性子,陽子,重陽子,三重陽子,
He粒子,
粒子の収量及び二重微分断面積,同位体生成断面積である。アクチノイド核種に対しては、これに光核分裂断面積を加える。格納される
HからNpまでの68核種に対する最大光子入射エネルギーは140MeVである。
湊 和生; 林 博和; 水口 浩司*; 佐藤 岳之*; 天野 治*; 宮本 智司*
Proceedings of GLOBAL2003 Atoms for Prosperity; Updating Eisenhower's Global Vision for Nuclear Energy (CD-ROM), p.778 - 781, 2003/11
酸化物燃料の乾式再処理におけるアクチノイド及び核分裂生成物の挙動をシミュレーションする技術を開発した。このシミュレーション技術は、化学平衡計算と電気化学反応計算を基礎としたものであり、実験データの解析,実験データの予測,最適プロセス条件の提案等に活用できる。UOとPuOの電解共析の実験について、シミュレーションを行った。公開されている実験データが限られており、実験を定量的に再現することは困難であったが、計算結果は定性的に実験結果と一致した。、不純物として混入した鉄のFe
とFe
との間の酸化還元反応が、UOとPuOの析出を妨害し、電流効率を悪くした原因ではないかということを理論的に解析して示した。
I白数 淑郎; 湊 和生
Journal of Nuclear Materials, 320(1-2), p.25 - 30, 2003/09
被引用回数：4 パーセンタイル：31.59(Materials Science, Multidisciplinary)長寿命核分裂生成物のヨウ素-129を中性子照射により安定核種に核変換できたならば、地層処分の負担軽減,環境負荷の低減につながるが、ヨウ素をどのような化合物で照射すべきかについては、解決されていない。文献調査により、適切なヨウ素の化学形を絞り込むとともに、被覆管候補材との両立性試験を実施した。CuIは空気中で安定に取り扱える数少ないヨウ素化合物の一つであるが、被覆管材料との反応が問題であった。しかし、Cuを被覆管のライナー材として用いることにより、両立性の問題を解決した。
岩本 修; Rong, J.; 深堀 智生; 千葉 敏
Journal of Nuclear Science and Technology, 39(Suppl.2), p.128 - 131, 2002/08
10MeVから10GeVの核子入射による核分裂断面積とフラグメント分布を量子分子動力学(QMD)と統計模型(SDM)により計算した。
Auと
BiとUに対する核分裂断面積を計算し実験値と比較した。計算値は実験値を比較的よく再現している。また1.6GeVと190MeVにおける陽子の入射エネルギーで、それぞれ
PbとThに対し質量及び電荷分布を計算した。
Manokhin, V. N.*; 小田野 直光; 長谷川 明
JAERI-Data/Code 2001-019, 169 Pages, 2001/07
JAERI-Data-Code-2001-019.pdf:5.26MB
JENDL-3.2に格納されている核分裂生成物核種のしきい反応断面積の妥当性検証のため、Ge~Tbの155核種について、(n,2n)及び(n,3n)反応断面積を、実験データ、様々な評価済み核データライブラリ、系統式による評価結果と比較した結果をまとめた。本報告書では、断面積データの比較のためのプロット図をまとめるとともに、JENDL-3.2の断面積データの問題点についても議論した。
降旗 志おり*; 仁井田 浩二*; 明午 伸一郎; 池田 裕二郎; 前川 藤夫
JAERI-Data/Code 2001-015, 90 Pages, 2001/03
JAERI-Data-Code-2001-015.pdf:3.75MB
GEMコードは励起原子核の脱励起を記述するシミュレーションプログラムである。このコードはGE(Generalized Evaporation Model)とAtchisonの核分裂モデルから成り立つ。Bertiniの核内カスケードモデルとGEMとを組み合わせた計算モデルにより、陽子入射におけるBeのような軽いフラグメント生成断面積を精度良く予測できることが示された。また、Atchisonモデルに使用されているパラメータを再評価することにより、Auに陽子を入射する場合に生成する核分裂片の断面積を改善することが示された。本レポートでは、GEMコードの詳細と使用方法について記述し、Bertini核内カスケードモデルとGEMコードを組み合わせた計算(INC/GEM)によるベンチマーク計算の結果を示す。さまざまなターゲットに陽子を照射した場合における中性子スペクトル及び同位体生成断面積をINC/GEMを用いて計算した。これらの計算結果を実験値と比較するとともに、LAHETによる計算結果との比較も行った。その結果INC/GEMによる計算は、AlとPuの中性子放出の二重微分断面積の実験値を再現することがわかった。Agから生成される同位体はOより重いフラグメントの生成が過小評価されるものの、He,Li,Beの生成については50%以内で実験と良い一致を示すことがわかった。また、LiやBe等の軽核の生成断面積、特に重いターゲット核においてLAHETによる計算結果より良い一致を示すことがわかった。さらに、INC/GEMによる計算はLAHETによる計算よりも核分裂片生成断面積の予測精度が良いことが示された。
中根 佳弘; 中島 宏; 坂本 幸夫; 田中 俊一
Radiat. Meas., 28(1-6), p.479 - 482, 1997/00
被引用回数：4 パーセンタイル：37.09(Nuclear Science & Technology)加速器施設の遮蔽計算に用いられる輸送計算コードの20~100MeV領域中性子に対する精度検証を目的として、TIARAの40及び65MeV準単色中性子入射によるアクリルファントム内反応率分布を2種類の検出器で測定した。U核分裂反応率分布について、19.6MeV以上の中性子輸送をHETCコード、それ以下をMORSEコードとHILO86群定数で計算した結果、深さ25cmでは、実験値より約25%過大となった。一方全てのエネルギー領域をMORSEコードとHILO86群定数で計算した結果、深さ25cmにおいても実験値とほぼ一致した。また反跳陽子型の固体飛跡検出器の反応率分布についてMORSEコードで計算した結果、40MeV中性子入射、深さ15cmから25cmの範囲では実験値とほぼ一致するが、65MeV中性子入射では1~3割程度過大となり、用いた検出器応答関数などについて検討が必要であることが判明した。
V.M.Maslov*; 菊池 康之
JAERI-Research 96-030, 68 Pages, 1996/06
JAERI-Research-96-030.pdf:2.21MB
アクチニド核の10keV~20MeVの中性子核反応の計算に統計模型を用いた。主要アクチニドの利用可能な実験値は、マイナーアクチニド核種の矛盾ない評価の理論的ツールの開発に活用した。(n,nf)反応閾値以下での評価手法はHauser-Feshbach理論、準位密度の現象論的模型、ガンマ線放出の巨大共鳴模型、結合チャネル光学模型に基づいた。平衡状態及び核分裂の鞍部点における準位密度に対して、対効果、集団運動効果、殻効果を考慮した。準位密度の集団運動効果を入れることは、内側鞍部点の変形の非対称性に基づく核分裂障壁パラメータの値に大きな影響を与える。(n,nf)反応閾値以上の核分裂断面積を矛盾なくフィットするには殻効果を減じなければならないことが判明した。捕獲断面積は(n,n')、(n,f)反応を考慮して計算された。
今野 力; 前川 藤夫; 大山 幸夫; 池田 裕二郎; 宇野 喜智; Verzilov, Y.*; 和田 政行*; 前川 洋
JAERI-Research 95-017, 71 Pages, 1995/03
JAERI-Research-95-017.pdf:3.09MB
94ITER/EDAのタスクとして、SS316/水複合系に対するバルク遮蔽実験を行った。この実験の目的は、D-T中性子に対するSS316/水遮蔽体の遮蔽性能に関する実験データを取得し、最終的に遮蔽設計裕度を導出することである。実験体系のテスト領域は、SS316と水の層状構造で、直径1200mm、厚さ1372mmの円筒形状をしている。i)MeV、keV、eVエネルギー領域の中性子スペクトル、ii)中性子放射化反応率、iii)核分裂率、iv)線スペクトル、v)線発熱率のデータを体系表面から体系内914mmの深さまで測定した。追加遮蔽体を付加することにより、914mmの深さでも実験室の壁反射バックグラウンドの影響の小さい実験データを取得することができた。以前に行ったSS316バルク遮蔽実験結果との比較から、SS316中の水の遮蔽性能に及ぼす効果を調べた。実験解析は、別に第2部で述べられている。
加藤 敏郎*; 緒方 良至*; 原田 秀郎*; 中村 詔司*; 関根 俊明; 初川 雄一
Global 1995,Int. Conf. on Evaluation of Emerging Nuclear Fuel Cycle Systems, 2, p.1552 - 1559, 1995/00
長寿命の核分裂生成物の消滅に関する基礎データとして、著者らがこれまでに行った中性子捕獲断面積測定実験の方法と結果をまとめた。対象核種は
Cs、
Sr、
Tc、Iである。放射化学的方法によってターゲット核種及び生成核種の原子数を求め、断面積を決定した。原子炉中性子照射では、ターゲットをカドミウム箔でカバーした場合と、しない場合の両方を行い、熱中性子断面積と共鳴積分を求めた。
C- and 
F-induced fission of 
U, 
U, U and Np篠原 伸夫; 塚田 和明; 市川 進一; 間柄 正明; 大槻 勤*
Radiochimica Acta, 68, p.21 - 26, 1995/00
迅速化学分離法により、U、U、U及びNpのC及びF誘起核分裂で生成する短寿命ルテニウム同位体(
Ru)の同位体収率を測定した。測定データを解析した結果、収率分布は中性子欠損領域と中性子過剰領域に分割され、前者は完全融合-核分裂反応により、また後者は不完全融合-核分裂反応によって生成することがわかった。さらに両者の生成比を推定した。
今野 力; 前川 藤夫; 大山 幸夫; 池田 裕二郎; 小迫 和明*; 前川 洋
JAERI-Research 94-043, 96 Pages, 1994/12
JAERI-Research-94-043.pdf:3.5MB
SS316は、ITER等の核融合炉次期装置の遮蔽材・構造材の最有力候補の一つである。94ITER/EDAのタスク(T-16)として、D-T中性子に対するSS316のバルク遮蔽性能を調べるベンチマーク実験を行った。実験体系は、直径1200mm、厚さ1118mmのSS316製円筒体系(テスト領域)で、D-T中性子源から300mmの位置に設置した(体系1)。また、核融合炉の中性子場を模擬するため、D-T中性子源の周りを厚さ200mmのSS316で囲んだ体系(体系2)も用いた。測定項目は、i)MeV、keV、eVエネルギー領域の中性子スペクトル、ii)中性子放射化反応率、iii)核分裂率、iv)線スペクトル、v)線発熱率で、体系表面から体系内914mmまで測定を行った。得られたデータを相互比較し、実験データの整合性、中性子反射体の効果を調べた。実験解析は、別に第II部で述べられている。
U captures to U fission in low-enriched UO tight lattices中島 健; 赤井 昌紀; 山本 俊弘; 橋本 政男; 須崎 武則
Journal of Nuclear Science and Technology, 31(11), p.1160 - 1170, 1994/11
被引用回数：7 パーセンタイル：56.56(Nuclear Science & Technology)U-235核分裂率に対するU-238捕獲反応率比(C8/F5)を4種類の稠密格子炉心1.42S,1.00S,0.75S及び0.56Sにおいて測定した。炉心は中央部に稠密格子のテスト領域を有し、周りを通常の格子のドライバ領域が囲んでいる。テスト領域の減速材対燃料体積比はそれぞれ1.420,1.000,0.750,0.564である。測定はウラン金属泊をテスト領域中心にある燃料棒内に設置して行われた。また、1.42S炉心と0.56S炉心では、C8とF5の燃料棒内半径方向の相対反応率分布の測定も行った。測定値に対する計算を連続エネルギーモンテカルロコードVIMとJENDL-2ライブラリ及びSRACコードシステムとJENDL-2,JENDL-3ライブラリにより行った。C8/F5の計算値は実験値を過大評価しており、その差は稠密になるとともに大きくなっている。反応率とその分布の計算値を実験値と比較した結果、ウラン238の共鳴捕獲断面積が過大評価されている可能性が示された。
