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沖田 将一朗; 後藤 実
Proceedings of 12th International Conference on Nuclear Criticality Safety (ICNC2023) (Internet), 10 Pages, 2023/10
The recently released JENDL-5 and ENDF/B-VIII.0 have adopted porosity-dependent thermal neutron scattering law (TSL) data for reactor graphite, and they improve neutronic calculation accuracy of criticality for graphite-moderated cores. Currently, we can only handle neutronic calculations for three graphite porosities of 0%, 10%, and 30%. The uncertainties associated with the difference between the porosity of actual reactor graphite (
20%) and the porosity remains. Toward the future update of JENDL-5, we are planning to preparing new TSL data of reactor graphite. As a first step, it is essential to evalute phonon density state distribution of reactor graphite. In this study, in order to evalute it, molecular dynamic (MD) analysis is performed for three MD models: ideal crystalline graphite (Ideal model), 20%-porous reactor graphite with monoatomic random pore (Monoatomic random model), and 20%-porous reactor graphite with atomic cluster random pore (Cluster random model). The ideal crystalline graphite is modeled without any pores for reference. The 20%-porous reactor graphite with monoatomic random pore is modeled by randomly removing atoms from the ideal crystalline graphite. The 20%-porous reactor graphite with cluster random pore is modeled by randomly removing atomic clusters of approximately 2 nm in diameter from the ideal crystalline graphite. Their interatomic interactions are on the basis of Reactive Empirical Bond Order (REBO) potential. Velocity autocorrelation functions and phonon density of states distributions are calculated for these models. For validation, specific heat for each model is evaluated, and they are compred with experimental values.
Wu, P.*; 村井 直樹; Li, T.*; 梶本 亮一; 中村 充孝; 古府 麻衣子; 中島 健次; Xia, K.*; Peng, K.*; Zhang, Y.*; et al.
New Journal of Physics (Internet), 25(1), p.013032_1 - 013032_11, 2023/01
被引用回数：0 パーセンタイル：0(Physics, Multidisciplinary)The understanding of the lattice dynamics is essential for engineering the thermal transport properties in quantum materials. Based on the canonical point of view, acoustic phonons are believed to be the principal thermal carriers in heat flow. Here, in this work, optical phonons are elucidated to play a pivotal role in determining the lattice thermal conductivity in thermoelectric material SnS by using the state-of-the-art inelastic neutron scattering technique combined with first-principles calculations. Additionally, in contrast to acoustic phonons, optical phonons are observed to exhibit pronounced softening and broadening with temperature. Our observations not only shed light on the significance of the optical phonons in thermal transport but also provide a vital clue to suppress the propagation of optical phonons to optimize the thermoelectric performance of SnS.
橋本 俊輔*; 中島 健次; 菊地 龍弥*; 蒲沢 和也*; 柴田 薫; 山田 武*
Journal of Molecular Liquids, 342, p.117580_1 - 117580_8, 2021/11
被引用回数：3 パーセンタイル：25.84(Chemistry, Physical)エチレングリコール水溶液中に二酸化ケイ素(SiO
)ナノ粒子を分散したナノ流体の準弾性中性子散乱測定(QENS)およびパルス磁場勾配核磁気共鳴分析(PFGNMR)を行った。研究目的は、このナノ流体の熱伝導率が理論値を超えて増加するメカニズムを解明することだった。得られた実験結果は、SiOナノ粒子の周りの液体分子の運動が非常に制限されているため、SiOナノ粒子の添加により、エチレングリコール水溶液中の液体分子の自己拡散係数が低下していることを示す。そして温度一定の条件で、SiOナノ流体中で、液体分子の自己拡散係数が減少するにつれて、熱伝導率が増加した。
市原 晃
JAEA-Review 2019-046, 36 Pages, 2020/03
JAEA-Review-2019-046.pdf:1.55MB
JENDL-4.0の改定に向けて、液体に対する熱中性子散乱断面積の計算法に関する文献調査を実施した。本報告書は、分子動力学シミュレーションを利用した熱中性子散乱断面積の計算法を要約したものである。断面積は「散乱則」と呼ばれる関数を使って表され、軽水や重水に対しては断面積の代わりに散乱則に関するデータが核データベース上で与えられている。本調査で散乱則の計算法を確認した。散乱則は中間散乱関数と時空間相関関数の両者から導くことができる。得られる散乱則の特徴について言及した。熱中性子のターゲットである液体の分子動力学シミュレーションを利用して散乱則が計算できることを示した。
井上 倫太郎*; 金谷 利治*; 山田 武*; 柴田 薫; 深尾 浩次*
Physical Review E, 97(1), p.012501_1 - 012501_6, 2018/01
被引用回数：9 パーセンタイル：62.15(Physics, Fluids & Plasmas)本研究では、非弾性中性子散乱(INS),誘電緩和分光法(DRS),熱膨張分光法(TES)を用いたポリスチレン薄膜の
過程を調べた。DRSおよびTES測定は、フィルムの厚さとともにガラス転移温度(
)の低下を示した。一方、INS測定ではTgの上昇が認められた。この矛盾を解明するために、我々は、DRSとTESによって測定された過程のピーク周波数(
)の温度依存性を調べた。実験では、測定周波数領域で膜厚が減少するにつれてピーク周波数()が増加することが明らかになった。この測定結果は、膜厚に伴う観察されたTgの減少と一致する。INSとDRSまたTESとの間の過程の説明の相違は、不透明な壁効果のために、膜厚および移動度の低下による見掛けの活性化エネルギーの低下に起因すると考えられる。
石倉 修一*; 粉川 広行; 二川 正敏; 菊地 賢司; 羽賀 勝洋; 神永 雅紀; 日野 竜太郎
JAERI-Tech 2003-093, 55 Pages, 2004/01
JAERI-Tech-2003-093.pdf:5.41MB
中性子散乱施設用液体金属(水銀)ターゲットの開発における工学的課題を明らかにするために、3GeV/1MWのパルス状陽子ビームがクロスフロー型液体金属ターゲットに入射するときの定常熱応力と動的熱衝撃解析を行った。解析モデルは、実機構造を模擬した半円筒ウィンドウ型と平板ウィンドウ型の2種類の構造を対象とし、NMTC/JAMによる核破砕発熱計算結果をもとに、衝撃解析コードLS-DYNAを用いて解析した。その結果、動的熱衝撃により発生する応力は、最も厳しい環境にあるウィンドウ中心部で半円筒型よりも平板型の方が構造設計上有利であり、応力分類として2次応力的な性質を持つことがわかった。また、ターゲット主要部に発生する応力は曲げ応力,疲労強度ともにJISの基準を満足していることがわかった。ウィンドウ内面で水銀が負圧になりキャビテーションが発生し、ターゲット容器に損傷を与えることが実験により確認されたため、生成するピットとピット先端のき裂を対象に破壊力学的観点から評価した結果、ウィンドウ先端部では定常熱応力により圧縮応力場にあり、き裂は進展しないことがわかった。また、水銀ターゲットを設計するにあたり、今後必要となるキャビテーションの評価手法について整理した。
石倉 修一*; 粉川 広行; 二川 正敏; 日野 竜太郎; 伊達 秀文*
高温学会誌, 28(6), p.329 - 335, 2002/11
中性子散乱施設用液体金属(水銀)ターゲットの開発における工学的課題を明らかにするために、3GeV/1MWのパルス状陽子ビームがクロスフロー型液体金属ターゲットに入射するときの動的熱衝撃解析を行った。解析モデルは、実機構造を模擬した半円筒ウィンドウ型と平板ウィンドウ型の2種類の構造を対象とし、NMTC/JAMによる核破砕発熱計算結果を基に、衝撃解析コードLS-DYNAを用いて解析した。その結果、動的熱衝撃により発生する応力は、最も厳しい環境にあるウィンドウ中心部で、半円筒型よりも平板型の方が構造設計上有利であり、応力分類として2次応力的な性質を持つことがわかった。また、ターゲット主要部に発生する応力は曲げ応力,疲労強度ともにJISの基準を満足していることがわかった。
12, 1993, Mito, Japan舩橋 達; 白井 英次; 森井 幸生; 古平 恒夫; 高橋 秀武
Journal of Nuclear Science and Technology, 30(8), p.837 - 842, 1993/08
1993年3月1012日水戸で開催された標記シンポジウム(原研主催)の概要を、日本原子力学会欧文誌のConference Report欄に報告するものである。シンポジウムの主題である微視的プローブとしての中性子の役割、基調講演、特別招待講演、パネル討論、6セッションにわたる一般招待講演、約130のポスター発表の各部について概要をまとめた報告である。
秋濃 藤義; 金子 義彦
Journal of Nuclear Science and Technology, 15(12), p.899 - 911, 1978/00
被引用回数：2黒鉛の中性子散乱の高温領域における熱中性子スペクトルの記述能力を確証する目的をもって、ホウ素添加黒鉛パイルを約1100°Kまで昇温しLINAC-TOF法によりO°方向の熱中性子スペクトルの測定を行い、高温ガス冷却炉の設計に使用されている黒鉛の散乱モデルYoung-koppelモデルを用い実験解析を行った。熱中性子スペクトルの計算は一次元SnコードDTF-Wを用いS
近似で、Young-koppelモデルおよび自由ガスモデルの両方について計算を行った。計算結果と測定結果との比較から、黒鉛炉心設計に用いられるYoung-koppelの散乱モデルは、常温はもちろん高温においてもかなり優れた中性子スペクトル記述能力を有していること。また、自由ガスモデルも高温領域のみにおいて使用可能であることが結論された。
秋濃 藤義; 金子 義彦; 北舘 憲二; 黒川 良右
Journal of Nuclear Science and Technology, 13(8), p.397 - 407, 1976/08
被引用回数：0軽水-天然ウラン板状体系における空間依存の0°方向の角度熱中性子スペクトルの測定を飛行時間法で行なった。軽水の散乱モデルにHaywoodモデルを使用し、多群輸送理論コードで解析を行なった。実験値と計算値との間によい一致が得られ、次の事が結論された。(1)熱中性子源および熱中性子散乱核の非等方成分をも熱中性子スペクトルの計算に取り入れることにより、非均質増倍体系であるこの実験体系について、Haywoodモデルの妥当性が明らかにされた。熱中性子スペクトルの測定値と計算値との相違が、熱中性子群定数にあたえる誤差は小さく、
Uの吸収断面積に対して3%以内である。(2)天然ウラン体の近傍の軽水中の熱中性子スペクトル計算には、熱中性子源の空間分布に、特に注意をはらう必要がある。
中原 康明
原子力工業, 21(4), p.70 - 74, 1975/04
原子炉理論と題する基礎講座シリーズの中の一部として、中性子熱化問題の解説を行っている。まず、無限一様媒質中の熱化問題で、熱化の基本的概念を明確にし、ついで軽い自由ガス及び重い自由ガス模型を用いて、熱中性子スペクトルの基本構成についての理解を深めた上で、具体的な減連材中での熱化を議論する。中性子の熱化において最も重要な物理量である熱中性子散乱核については、軽水及び黒鉛に対して現在最も一般的に用いられているネルキン模型及びパークス模型について述べ、更に軽水及び黒鉛中の中性子スペクトルについて自由ガス模型とこれらの模型による計算値と実測値の比較を行う。次に有限体系中での熱化、軽水炉及び黒鉛減連炉を例にとっての非均質系及び均質系中の熱中性子に関連した問題について論じ、最後に時間依存熱化問題を簡単にまとめている。
シグマ特別専門委員会; 西村 和明*
日本原子力学会誌, 15(12), p.832 - 842, 1973/12
シグマ特別専門委員会の46,47年度における活動状況を報告したものである。(1)核データに関する国際協力と情報交換業務、(2)本委員会の枠内における諸活動および核データ、炉定数の各専門部会でなされた仕事が、総括的に述べられている。次のような主題、即ち ?)NESTOR,??)高速炉用核分裂生成核種の断面積,???)
Uの断面積評価,??)熱中性子散乱の文敵編集,および ?)熱中性子炉用核分裂生成核種の炉定数,については、トピックス的に報告されている。また、この期間中に発表された報告書、技術的資料のリストも含まれている。
秋濃 藤義; 金子 義彦; S.F.Hanna*; 黒川 良右; 北舘 憲二
JAERI-M 5399, 39 Pages, 1973/09
黒鉛粒に均質に酸化インジウム、硫化カドミウムおよび酸化サマリウムの微粉を混合し、平行六面体形(80
8040cm)の不銹鋼製タンクに満した体系中の微分中性子スペクトルを120MeVのLINACを中性子源とした飛行時間法により測定した。この実験結果は、Young-Koppelのモデルを使ったENDF/Aの中性子散乱断面積を入力とする50群のS
近似による計算結果と比較されたが、この黒鉛の散乱模型の不確さから予期される範囲を超える大きな理論、実験間の不一致がみとめられた。この原因は主として減速エネルギー領域における中性子漏洩の取扱いの不備によるものと推論された。このため今後予定している高温領域における実験に対しては体系を拡大すると共に密度を高めれば、精密な実験、理論の比較が可能になることが判明した。
秋濃 藤義; 金子 義彦; 北舘 憲二; 黒川 良右
JAERI-M 5173, 40 Pages, 1973/02
天然ウラン-軽水非均質板状体系における燃料表面、中心および燃料近傍の軽水中の0
C方向角度熱中性子スペクトルをLINAC-TOF法で測定し、理論解析を行った。測定と理論解析との比較から次のことが結論された。(1)熱中性子スペク卜ルの理論解析においてSn法のorderはN=8以上の必要があり、散乱核および熱中性子源の非等方性を考慮すれば、6%以内で測定と計算とは一致する。(2)中性子スペクトルの計算において熱中性子源の空間分布は正確に求める必要がある。(3)熱中性子スペクトルにおける測定と計算の不一致が熱中性子群定数にあたえる誤差はその計算モデルの精密度によりことなるが約2%に相当する。(4)実験に用いられた1cm中のリエントラントホールによる中性子場の摂動効果は2次元S近似TDCコードによる解析から燃料表面および中心で1~2%程度にとどまることが明らかにされた。
中原 康明
Journal of Nuclear Science and Technology, 9(12), p.743 - 748, 1972/12
非常に有用な熱中性子散乱則の温度内挿公式を散乱則を温度依存性の強い部分と弱い部分に分割することにより導いた。散乱則の強い温度依存性はデバイ・ワラー因子により特徴づけられ、そのデバイ・ワラー因子はほとんどの減速材に対して温度と共にほぼ線型に増加する。そこでデバイ・ワラー因子を温度の1次関数で近似し、その比例定数は温度内挿区間の両端で正しい散乱則を与えるように決定した。公式の有用性と精度を明示するために、この公式を代表的な2種の減速材(黒鉛と軽水)に適用した。その結果実際的な中性子のエネルギーと運動量の変化域において散乱則の内挿値は実験誤差の範囲内で正確であることが分った。
中原 康明; 角谷 浩享*
JAERI 1220, 21 Pages, 1972/04
高温の結晶状減連材の熱中性子散乱核の効果的な計算法を案出し、さらに新しい計算コードHIKER を作成した。高温結晶の特性を考慮した我々の方法における主要な近似は次の2つである。(1)結晶の格子振動の振動数分布の低振動数部にデバイ模型を用いる。さらに高温近似を適用すると、散乱則の計算を解析的に行うことができるようになる。(2)高振動数部に対するデバイ、ワラー因子があるしきい値を超える場合なは、ドップラー近似を用いる。上述の場合以外では、音量子展開法を用いる。このようにして我々は計算時間を大幅に短縮することに成功した上、我々の方法は高温結晶の散乱核を求める上で、非常に有効であることが分かった。HIKER コードの解説および1000Cのジルコニウム、ハイドライドへの適用例についての議論を行った。
中原 康明
Journal of Nuclear Science and Technology, 5(12), p.635 - 642, 1968/00
被引用回数：7抄録なし
