Deuteron and alpha sub-libraries of JENDL-5

中山 梓介; 岩本 修; Sublet, J.-Ch.*

EPJ Web of Conferences, 284, p.14011_1 - 14011_4, 2023/05

https://doi.org/10.1051/epjconf/202328414011

日本の評価済み核データライブラリの最新版であるJENDL-5には様々な応用に貢献するために複数のサブライブラリが含まれている。本論文では、主に加速器型中性子源の設計用に開発された重陽子反応サブライブラリと、主にバックエンド分野での使用を目的に開発されたアルファ粒子反応サブライブラリの評価と検証について概説する。重陽子サブライブラリについては、JENDL/DEU-2020のLi, Be, Cのデータを一部修正し、採用した。加速器構造材料として重要なAl, CuおよびNbの200MeVまでのデータは、DEURACSコードによる計算をもとに新たに評価した。アルファ粒子サブライブラリについては、LiからSi同位体までの18種類の軽核種について、入射エネルギー15MeVまでのデータをCCONEコードによる計算に基づいて評価した上で、中性子生成断面積のみをJENDL/AN-2005のデータで置き換えた。また、モンテカルロ輸送シミュレーションによる中性子収量に関する検証を両サブライブラリについて実施した。その結果、これらのライブラリに基づくシミュレーションは実験データと良い一致を示すことが確認された。

Confinement of alpha particles in a low-aspect-ratio tokamak reactor

谷 啓二; 飛田 健治; 飯尾 俊二*; 筒井 広明*; 西尾 敏; 青木 尊之*

電気学会論文誌,A, 125(11), p.938 - 942, 2005/11

https://doi.org/10.1541/ieejfms.125.938

低アスペクト比トカマク炉VECTORにおけるアルファのリップル損失を軌道追跡モンテカルロコードを用いて検討した。リップル損失は、アスペクト比は小さくになるにしたがって急激に減少する。このため、VERCTORではアルファ粒子は非常によく閉じ込められる。低アスペクト炉における良好なアルファ粒子閉じ込めにより、プラズマ外側端近傍の真空容器に冷却機構を設け、トロイダル磁場コイル内径を30%程度大きくすることで、トロイダル磁場コイル数を6程度まで削減できることがわかった。

ST炉におけるアルファ粒子閉じ込めに関する諸問題

谷 啓二; 飛田 健次; 西尾 敏; 飯尾 俊二*; 筒井 広明*; 青木 尊之*

電気学会プラズマ研究会資料 (PST-03-39), p.13 - 18, 2003/09

非円形断面トカマク炉におけるアルファ粒子のリップル損失の検討を軌道追跡モンテカルロ(OFMC)コードを用いて行った。また、負磁気シア配位の低アスペクト比コンパクト・トカマク炉におけるアルファ粒子のリップル損失をOFMCを用いて評価した。

Neutral particle analysis in Mev energy range and relative role of He and C ions in fast proton neutralization in ICRF and combined ICRF/NBI-heated JT-60U plasmas

Afanassiev, V. I.*; 草間 義紀; 根本 正博; 近藤 貴; Petrov, S. Y.*; Kozlovskij, S. S.*; 佐藤 稔; 森岡 篤彦; 塚原 美光; 西谷 健夫; et al.

Plasma Physics and Controlled Fusion, 39(10), p.1509 - 1524, 1997/10

https://doi.org/10.1088/0741-3335/39/10/002

ロシア・ヨッフェ研究所との協力でJT-60Uに導入したアルファ粒子分析器を用いて、以下のことが明らかとなった。(1)検出器の水素粒子に対するエネルギー分解能及び中性子に対する検出感度は較正結果とほぼ一致した。(2)ヘリウムプラズマにおいては、ICRF加熱で生成される高速プロトンの中性子過程は、0.4MeV以下ではHe、0.6MeV以上ではCとの荷電交換が主である。(3)ICRFとNBIを用いた複合加熱時にビームの入射位置を変えると、HeとCの平均自由行程の違いから高速プロトンの中性化への寄与が変化し、中性粒子スペクトルに差が生じる。その他、ICRF加熱パワーを変えた場合及びプラズマ密度を変えた場合についても、高速プロトンの中性化におけるHeとCの役割について述べる。

地下水中の原位置ラドン測定装置の開発に関する研究

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PNC TJ6622 97-001, 38 Pages, 1997/03

PNC-TJ6622-97-001.pdf:1.33MB

地下水中のラドンの挙動解析をするために、地下水中の原位置ラドン測定装置の開発とその実用試験を行った。本測定装置は検出部とデータロガー部から構成されている。検出部は直径60mm、長さ300mmで、数10mの試錐孔に直接投入することができ、ラドンガスは開口部に装着されている機能性ガス分離膜を通過して検出部に導入され、PINフォトダイオードを用いて静電捕集法で検出される。またデータロガー部は商用交流電源のない屋外でも、自動車用鉛畜電池4個で約60日間の連続観測が可能で、観測終了後は押しボタンスイッチでパソコンにラドンデータを転送することができる。本装置の実用試験が、平成8年12月17日から動力炉・核燃料開発事業団人形峠事業所夜次露天採掘場跡地のNo.18とNo.17モニタリング試錐孔と用いて実施された。No.17は平成9年1月29日で終了して、No.18は約8ヶ月間にわたり現在も継続されている。これらの観測結果から次のような観測事実が判明した。(1)平成8年12月17日から平成9年3月31日の観測期間では冠雪と雪解けによる水中ラドン濃度の変動が顕著である。約20m離れたNo.17とNo.18試錐孔の、冠雪による水中ラドン濃度の変化の様子は大きく異なることが判明した。冠雪によってNo.18試錐孔では水中ラドン濃度は約10倍の50(Bq/l)に急激に増加し、No.17試錐孔では水中ラドン濃度は約10分の1の0.06(Bq/l)まで減少した。(2)平成9年4月1日から平成9年7月21日の観測期間では、水中ラドン濃度は222Rnの崩壊曲腺に従って減衰する時期と、降雨によって急に増加する時期が繰り返し観測された。No.18試錐孔においては、平成9年5月21日、5月27日、6月6日、6月28日、7月8日の降雨による水中ラドン濃度のはっきりした増加が5例観測された。そのうち、平成9年6月28日と7月8日の降雨において、日雨量によるラドン濃度増加率を求めてみると約15[(Bq/m3)/mm]と測定された。

Fast ion confinement in JT-60U and implications for ITER

飛田 健次; 濱松 清隆; 原野 英樹*; 西谷 健夫; 草間 義紀; 木村 晴行; 滝塚 知典; 藤枝 浩文*; 荘司 昭朗; 仙田 郁夫*; et al.

Proc. of 5th IAEA Technical Committee Meeting on Alpha Particles in Fusion Research, p.45 - 48, 1997/00

JT-60Uの実験結果と計算機シミュレーションの結果に基づいて、ITERの負磁気シア運転における高エネルギー粒子(粒子及び中性粒子入射イオン)の閉じ込めと損失を評価した。JT-60Uにおけるトリトン閉じ込め実験及び荷電交換中性粒子測定の結果は、負磁気シア・プラズマでは高速イオンの粒子損失が通常磁気シアに比べ非常に多いことを示す。このような粒子損失はITERにおいて深刻な問題となりうる。実際、軌道追跡モンテカルロ・コードを用いてITERの負磁気シア運転における粒子損失を評価したところ、損失パワーは25%、第一壁への熱負荷は0.8MW/mに達し、第一壁設計限界(1MW/m)に近いことがわかった。ITERの中性粒子入射加熱については、第一壁熱負荷は十分に低いが、パワー損失が20%に達するためリップル損失の低減が必要である。

アルファ粒子分析装置制御・データ収集ソフトウェアの開発

佐藤 稔; 根本 正博; 佐々木 弘*; 塚原 美光; S.Y.Petrov*; Afanassiev, V. I.*; Kozlovskij, S. S.*; 草間 義紀

JAERI-Tech 95-026, 77 Pages, 1995/03

JAERI-Tech-95-026.pdf:2.19MB

JT-60Uプラズマ中の高エネルギーイオンの挙動を解明するため、アルファ粒子分析装置が取り付けられた。この装置の主要機器であるアルファ粒子分析器は、ロシア・ヨッフェ物理工学研究所より導入されたものである。装置の運転状態をモニターしながら、JT-60Uの放電シーケンスに従って装置を制御したり、計測データを収集するという複雑な機能を持つソフウェアを開発した。このソフトウェアはCAMACシステムに組み込まれたマイクロコンピューターで使用される。放電シーケンスと切り離したオフラインモード及び放電シーケンスに従ったオンラインモードで、本ソフトウェアの様々な機能を確認した。分析装置はこのソフトウェアを用いて順調に運転され、貴重なデータを提供している。

TFTRのDT実験,1; DT実験の成果

藤田 隆明; 飛田 健次

プラズマ・核融合学会誌, 71(3), p.214 - 222, 1995/03

https://ci.nii.ac.jp/naid/110003827005

本論文は核融合学会誌小特集「TFTRのDT実験」の一部として、実験に参加したプラズマ実験研究者の目から見た1993年12月から1994年11月までの間のTFTRのDT実験の成果についてまとめたものである。核融合出力の向上についてはリチウムペレットの使用によりスーパーショットの領域を高プラズマ電流へと拡大し、2.7MAにおいて核融合出力10MWを達成した。アルファ粒子の損失についてはMHD不安定性がない場合には即時軌道損失で説明でき、異常な損失はなかった。アルファ粒子圧力に起因するTAE不安定性は今までのところ観測されていない。アルファ粒子が減速して生じるヘリウム灰の輸送が調べられ、核融合炉で懸念されているヘリウム灰の蓄積は観測されなかった。高ポロイダルベータ領域にて高閉じ込めのDTHモードプラズマが得られた。DTプラズマに対するICRF加熱が実証された。

Measurement of atomic hydrogen fluxes in MeV-energy range in ICRF-heated JT-60U plasmas

Afanassiev, V. I.*; 草間 義紀; 根本 正博; 西谷 健夫; S.Petrov*; Kozlovskij, S. S.*; 佐藤 稔; 森岡 篤彦; 塚原 美光; 近藤 貴; et al.

Europhysics Conference Abstracts, 19C(2), p.57 - 60, 1995/00

ヨッフェ研究所との協力で準備したアルファ粒子分析器により、ICRF加熱時に発生するMeV領域の高速水素粒子を測定した。(1)検出器の特性:中性子/線に対する検出感度及び水素粒子に対するエネルギー分解能は較正結果とほぼ一致した。(2)イオンテイル温度:2倍~5倍までの高調波加熱で形成されるテイル温度は、4倍までは次数とともに上昇し、5倍で減少した。この傾向は、フォッカー・プランクコードによる計算結果と一致した。(3)ICRFパワー依存性:5MW程度で、測定した粒子束(0.3~1MeV)、テイルの蓄積エネルギーは飽和した。よりエネルギーの高いイオンによるパワー収束と加速されたイオンの損失が示唆される。テイル温度の電子密度依存性、テイル温度の減衰についても述べる。

高圧ドライアイスブラスト除染技術開発(I)(被覆管試験セル内供試体除染試験)

原 光男; 秋山 隆; 堂野前 寧; 谷本 健一; 榎戸 裕二

PNC TN9410 93-053, 99 Pages, 1993/03

PNC-TN9410-93-053.pdf:14.82MB

核燃料使用施設から発生する高レベル廃棄物は,廃棄物の保管リスクを軽減する必要性から,除染による低レベル化(500Sv/h以下)を目的に,二次廃棄物の抑制を考慮した上で除染処理を行う。このため,高圧ドライアイスブラストを用いて,除染剥離物の飛散防止を図る除染フードを試作し,照射材料施設の供試体12本を対象に,除染試験を実施した。本成果を要約すると以下のとおりである。(1)除染試験に際し,除染フードは,剥離物飛散防止効果,セル内での遠隔操作性とも十分な仕様を満足した。(2)除染は,圧力9kgf/cmの2乗,流量6mの3乗/min圧縮空気を使用し,ドライアイス粒2kg/minを噴射して行った。結果は,12体の供試体の内,10数mSv/hの汚染物を含む7体を低レベル化し,内部や錆部分に汚染が残ったもの3体と100数mSv/hの高汚染物は,低レベル化できなかった。最大DFは,10の2乗であった。(3)除染フードによる剥離物飛散防止効果は,十分にあり,フード内除染も,4kgf/cmの2乗,2mの3乗/minの圧縮空気で,1kg/minのドライアイス粒を噴射し除染したが,最大87mSv/hの汚染が3mSv/h(1/30)に低減できた。