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横山 賢治; Lahaye, S.*
Proceedings of Joint International Conference on Supercomputing in Nuclear Applications + Monte Carlo 2020 (SNA + MC 2020), p.109 - 116, 2020/10
CEAと原子力機構(JAEA)は、共同研究の枠組みで燃焼・崩壊熱計算のベンチマークを進めている。両機関は核燃料サイクルの分野で着目すべき物理量を計算するのに必要な解析システム(CEAのMENDEL、JAEAのMARBLE)を独立に開発している。両者の結果を比較することで各々のシステムの検証に資することが本ベンチマークの目的である。MENDELは燃焼方程式を解く方法としていくつかの解法を備えている。照射計算に対しては、ルンゲクッタ法やチェビシェフ有理関数近似法(CRAM)を利用することができる。崩壊計算に対しては、解析的な解法も利用できる。MARBLEはクリロフ部分空間法やCRAMを利用することができる。このベンチマークの第1フェーズとして、Pu-239の高速中性子による核分裂後の崩壊熱と原子数密度の計算結果の比較を行った。この計算では、(1)JEFF-3.1.1、(2) JENDL/DDF-2015 + JENDL/FPY-2011、(3) ENDF/B-VII.1の3種類の核データライブラリを適用した。計算に必要な核データや燃焼チェーンは、これらの核データライブラリから、各々のシステムで独立して生成した。両システムの結果は互いにとてもよく一致することを確認した。また、この数値計算結果を実験値とも比較した。現在、ベンチマークの第2フェーズとして、ORLIBJ33で提供されている核データと燃焼チェーンを利用したMENDELとMARBLEの燃焼計算ベンチマークを行っている。なお、ORLIBJ33はJENDL-3.3に基づくORIGEN-2コードシステム用の断面積ライブラリである。このベンチマークでは、ORIGEN-2コードの計算結果とも比較する。ORLIBJ32, ORLIBJ33, ORLIBJ40を含むORLIBは特に日本では長年に亘って広く利用されており、ORLIBを使った比較はMENDLやMARBLEの性能を確認する上でも有効であると考えられる。
井原 均; 片倉 純一; 中川 庸雄
JAERI-Data/Code 95-014, 216 Pages, 1995/11
原子炉内の核燃料の燃焼に伴い生成・消滅する放射性核種の生成・崩壊量及び核分裂生成物の崩壊熱や放射能を計算すると共に、放出線のスペクトルを計算するコードFPGS90を作成した。このコードは、上記の計算の他に評価済核データファイル(ENDF/B、JENDL、ENSDF等)を処理して新しいライブラリーを作成する機能も持っている。また、計算結果の図形処理の機能も有している。このため、核データライブラリーの編集・作成から核種の生成・崩壊量の計算及び図形表示まで一貫して行うことが出来る。なお、核分裂生成物の核データライブラリーはシグマ委員会で崩壊熱評価のために作成したJNDCライブラリー第二版に対応している。
片倉 純一; 飯島 俊吾*
Journal of Nuclear Science and Technology, 29(1), p.11 - 23, 1992/01
崩壊熱総和計算の不確実さをJNDCによる核分裂生成物の核データライブラリーを用いて、感度解析により求めた。求めた不確実さは、UおよびPuの熱中性子核分裂とUの高速中性子核分裂に対するものである。総和計算に含まれる核データのうち、崩壊エネルギー、核分裂収率および崩壊定数を考慮した。実験データの無いあるいは不充分な核種の崩壊エネルギーの不確実さは理論的に計算をした。瞬時照射に対する不確実さは、1秒から10秒の冷却期間でUに対しては3.5%以下、Puに対しては3.5%以下、Uに対しては4.5%以下であった。無限照射の場合は全ての核種に対し、1.6%以下であった。
田坂 完二*; 片倉 純一; 吉田 正*; 加藤 敏郎*; 中嶋 龍三*
JAERI-M 91-034, 97 Pages, 1991/03
核分裂生成物による崩壊熱の推奨値を五つの核分裂系(U-235,-238,Pu-239,-240およびPu-241)に対して与えてある。これらの推奨値は1990年に公開となったJNDCによる核分裂生成物の核データライブラリー第二版を用いた総和計算に基づいたものである。推奨値は二種類の方法で現わされている。一つは表形式であり、もう一つは33項の指数関数表示である。本報告書には、また、FPによる崩壊熱への中性子吸収効果の補正因子、ガンマ線エネルギースペクトルも与えられている。本報告書の内容は核データ委員会の崩壊熱評価ワーキンググループおよび原子力学会の「原子炉崩壊熱基準」研究専門委員会の成果に基づいている。
田坂 完二; 片倉 純一; 井原 均; 吉田 正*; 飯島 俊吾*; 中嶋 龍三*; 中川 庸雄; 高野 秀機
JAERI 1320, 253 Pages, 1990/09
JNDCのFP核データライブラリー第2版が整備された。崩壊熱の計算に大きな影響を及ぼす各核種の崩壊エネルギーを最新の測定データ及び理論計算値をもとに全面滴に見直し、改定をおこなった。その結果、崩壊熱の最新の測定結果との一致度が千秒以上の冷却時間範囲で顕著に向上した。核分裂収率も20種類の核分裂タイプに対して与えられており、第1版の10種類と比較して大幅に拡大している。第2版をもとに20の核分裂タイプの崩壊熱を計算し、その結果を33項の指数関数を使うことにより精度よくフィッティングを行った。フィッティング結果を使うことにより軽水炉のLOCAでの崩壊熱の計算その他に容易に適用することが可能である。
山田 光文*; 湊 章男*; 関 泰; 川崎 弘光*; 前田 正隆*
JAERI-M 86-084, 32 Pages, 1986/06
核融合炉等の設計において核発熱などによる炉コンポ-ネント中の温度分布を精度良く計算するために、核熱結合計算コ-ドシステムを開発した。今回開発した計算システムは2次元体系を対象としており、核発熱が時間的に一定な定常問題のみならず崩壊熱のような非定常問題も取り扱う事ができる。また、結果の図形表示機能を充実させた。本計算システムを用いる事によリ、2次元体系を対象とする核発熱による温度分布を 高い精度で効率良く求める事が可能となった。
片倉 純一; 秋山 雅胤*; 吉田 正*; 松本 純一郎; 中嶋 龍三*
JAERI-M 84-117, 42 Pages, 1984/06
JNDCによる核分裂生成物崩壊データ・ファイル(JNDCファイル)を改訂するために、数核種について崩壊形式を検討した。その結果、RbとLaについては、JNDCファイルで採用すべきであることが分った。RbとLaの平均エネルギーを修正したファイルを用いた崩壊熱の計算は、数1000秒以降の冷却期間において、実験値により一致するようになった。ただし、数100秒から1500秒に見られた不一致を改善するには至らず、今後に残された課題である。
山本 徹*; 秋山 雅胤*; 松本 純一郎; 中嶋 龍三*
JAERI-M 9357, 80 Pages, 1981/02
核分裂生成物の崩壊熱の問題は、原子炉の実用化に伴う安全性の問題と関連して、最近とみに重要視されてきている。シグマ委員会・崩壊熱評価ワーキング・グループでは、個々の核分裂生成物の崩壊データを基に、総和計算によって崩壊熱を評価する作業をほぼ終了した。本報告書は、その評価作業のまとめの一部で、ベーター、ガンマ線の崩壊構造データから、計算コードPROFPを用いて平均崩壊エネルギーおよびその誤差を計算した方法と結果、および崩壊データの得られない核種についてはその評価値(理論的な推定評価の詳細は別の報告書を予定)を、半減期、Q値、崩壊様式と分岐比などと共に、合計1172核種について表示したものである。