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林 博和; 津幡 靖宏; 佐藤 匠
日本原子力学会和文論文誌(インターネット), 22(3), p.97 - 107, 2023/08
加速器駆動システムによるマイナーアクチノイド(MA)核変換技術開発において、高濃度MA含有窒化物燃料及びその再処理に関する研究開発が行われている。本研究では、燃料に含まれる超ウラン元素(TRU)の崩壊熱が乾式再処理プロセスに与える影響を評価するため、各物質の発熱量及びアルゴンガス雰囲気での各物質の温度上昇値を推定し、これらの計算結果及び各物質の制限温度の設定値を用いて、乾式再処理プロセスにおける各物質の取扱制限量を検討した。さらに、この検討結果を基に、直径26cm塩浴深さ13cmの溶融塩電解槽25基によって、ADS1基分の使用済MA燃料を200日間で処理することを提案した。また、TRUを回収したCd陰極から窒化物を製造する蒸留窒化工程については、直径4cm高さ4cmのCd陰極を4分割したCd-TRU合金を原料とすることを提案した。これらの物質量及び装置規模と台数に関する検討結果から、MA核変換用窒化物燃料の乾式再処理工学規模装置の実現性は高いことが示唆された。
decay of exotic P and S isotopes with neutron number near 28Tripathi, V.*; Bhattacharya, S.*; Rubino, E.*; Benetti, C.*; Perello, J. F.*; Tabor, S. L.*; Liddick, S. N.*; Bender, P. C.*; Carpenter, M. P.*; Carroll, J. J.*; et al.
Physical Review C, 106(6), p.064314_1 - 064314_14, 2022/12
被引用回数：2 パーセンタイル：52.69(Physics, Nuclear)ミシガン州立大学の国立超伝導サイクロトロン研究所にて、中性子過剰なリン、硫黄同位体を生成し、そこからのベータ崩壊半減期および娘核の励起準位を測定した。
Pの崩壊によって得られるエネルギー準位から、この原子核の基底状態は
あるいは
であることが示唆された。中性子数が偶数の硫黄同位体からの崩壊様式を系統的に調べた結果、中性子数が増えるにつれてガモフテラー遷移強度の大きな準位の励起エネルギーが高くなることがわかった。これは、大規模殻模型計算によって予言されている現象に一致する。
江村 優軌; 神山 健司; 山野 秀将
第26回動力・エネルギー技術シンポジウム講演論文集(インターネット), 4 Pages, 2022/07
制御材である炭化ホウ素(B
C)はステンレス鋼との共晶反応により、双方の融点よりも低い温度で液相化する。そのため、ナトリウム冷却高速炉の炉心崩壊事故時において、制御材の喪失や当該反応生成物の炉心領域内外への移行が炉心反応度に影響を及ぼす可能性がある。本研究では、超高温域における反応挙動を把握することを目的として、BCペレットを溶融したステンレス鋼中に浸漬させる試験を行い、ペレットの減肉量に基づいた反応速度を検討した。
Lacroix, V.*; 長谷川 邦夫; Li, Y.; 山口 義仁
Proceedings of ASME 2022 Pressure Vessels and Piping Conference (PVP 2022) (Internet), 7 Pages, 2022/07
The structural integrity assessment of pipes with circumferential surface flaw under the plastic collapse regime consists of net section collapse analysis. In recent years various researchers showed that this analysis, which has been developed based on classic beam theory, suffers from certain inaccuracies. As such, assessment purely based on net-section collapse and beam theory can reveal both conservative and unconservative results. To address those inaccuracies, in this paper authors introduced a correction factor which aims to mitigate the difference between the ASME B&PV Code Section XI equations and the experimental results. This correction factor is calculated using an empirical formula developed on the basis of a large experimental database of pipe collapse bending tests containing variety of diameter, thickness, flaw depth and flaw length values. Within this work, authors took a systematic approach to identify the most influencing factors on such a correction factor and showed that by applying this correction factor to the current solution of ASME B&PV Code Section XI, this solution becomes more accurate. This corrected approach also is in line with ASME B&PV Code Section XI Appendix C practice for axial flaw in pipes, where a semi-empirical correction factor has been considered as well.
山口 義仁; 長谷川 邦夫; Li, Y.; Lacroix, V.*
Proceedings of ASME 2022 Pressure Vessels and Piping Conference (PVP 2022) (Internet), 4 Pages, 2022/07
Four-point bending tests without internal pressure were performed for Type 304 stainless steel pipes with circumferential flaws at room temperature. The specimens are 1-inch diameter (33.7 mm) Schedule 160 pipes (6.3 mm wall thickness). The flaws were part-through flaws located at the pipe external side. The flaw angles are from 120
to 240, and the flaw depths are two cases of 50% and 75% of the wall thickness. Plastic collapse stresses obtained from experiments were compared with those calculated using Limit Load Criteria from Appendix C of the American Society of Mechanical Engineers Code Section XI. Limit Load Criteria were developed using flow stress at flawed section of the pipe. The plastic collapse stress test results were larger than those of the calculation results. For flaws with flaw depths less than 50% of the wall thickness, the experimental stresses were significantly large. The Limit Load Criteria given by Section XI provide conservative collapse stresses and could be improved.
松村 太伊知; 奥村 啓介; 藤田 学*
JAEA-Conf 2021-001, p.144 - 149, 2022/03
新しいセンサーの開発、非破壊分析技術、放射線遮蔽の最適化などの目的で、燃料デブリの放射線特性を適切に評価できる信頼性の高い核データが必要である。これまで、計算コードによって異なる結果が得られたとしても、その違いの原因を解明することは困難であった。それを克服するために、大量の核種と崩壊データファイルの全崩壊モードを正確に扱うことができる信頼性の高い放射性崩壊・放射性線源スペクトル計算コードを新たに開発した。最初のステップとして、最近の崩壊データファイルであるJENDL/DDF-2015, ENDF/B-VIII.0およびJEFF-3.3の崩壊サブライブラリを使用して、燃料デブリの光子スペクトルを比較した。本発表では、次回のJENDL崩壊データファイルに向けて、崩壊スキームと崩壊モードの分岐比の修正の要望を報告する。
Malins, A.; Lemoine, T.*
Journal of Open Source Software (Internet), 7(71), p.3318_1 - 3318_6, 2022/03
radioactivedecay is a Python package for radioactive decay modelling. It contains functions to fetch decay data, define inventories of nuclides and perform decay calculations. The default nuclear decay dataset supplied with radioactivedecay is based on ICRP Publication 107, which covers 1252 radioisotopes of 97 elements. The code calculates an analytical solution to a matrix form of the decay chain differential equations using double or higher precision numerical operations. There are visualization functions for drawing decay chain diagrams and plotting activity decay curves.
= 82, 81 nuclei by shell-model calculations清水 則孝*; 富樫 智章*; 宇都野 穣
Progress of Theoretical and Experimental Physics (Internet), 2021(3), p.033D01_1 - 033D01_15, 2021/03
被引用回数：4 パーセンタイル：49.47(Physics, Multidisciplinary)中性子数が82および81の中性子過剰核はr過程による元素合成で生成されるため、そのベータ崩壊の半減期は元素合成過程を理解する上で重要である。この研究では、中性子数82,81の中性子過剰核のうち、陽子数49から42までのものに対するガモフテラー遷移強度分布を大規模殻模型計算によって系統的に計算した。計算で得られた半減期のうち、測定されているものに対しては、2倍以下の範囲内で実験値を再現することに成功した。陽子数に対するガモフテラー遷移強度分布の系統性を調べたところ、半減期に重要な低励起状態への強度が陽子数を減らすとともに増大することがわかった。特に、陽子数が40まで減ると、その低励起状態への遷移強度は著しく強くなり、超許容ガモフテラー遷移と呼ぶべき遷移強度になることがわかった。そのメカニズムについて、超許容ガモフテラー遷移が実験的に知られている
Snとの対比から議論した。
清水 則孝*; 角田 佑介*; 宇都野 穣; 大塚 孝治*
Physical Review C, 103(1), p.014312_1 - 014312_11, 2021/01
被引用回数：17 パーセンタイル：93.85(Physics, Nuclear)配位混合殻模型は、核子間相関をよく取り込むことができるため、原子核構造を記述する有力な模型の一つである。核子数の多い原子核を殻模型で計算するには、極めて大きな次元数をもつハミルトニアン行列の対角化が必要なため、現実的には不可能である。このような系に対しては、変形したスレーター行列式の重ね合わせによる変分法に基づいた、モンテカルロ殻模型と呼ばれる手法が用いられてきたが、質量数が大きな原子核では精度に課題があった。この論文では、基底をスレーター行列式から準粒子真空に置き換える、新しい手法を提案した。それにより、中重核の二重ベータ行列要素に対し、より信頼できる値を得ることが可能となった。
decay of 
Fm
and 
Fm
, and of their daughter nucleiKhuyagbaatar, J.*; He
berger, F. P.*; Hofmann, S.*; Ackermann, D.*; Burkhard, H. G.*; Heinz, S.*; Kindler, B.*; Kojouharov, I.*; Lommel, B.*; Mann, R.*; et al.
Physical Review C, 102(4), p.044312_1 - 044312_8, 2020/10
被引用回数：8 パーセンタイル：69.78(Physics, Nuclear)Nuclear structure of Fm, Fm, and their daughter nuclei were investigated via detection of their radioactive decays, , 
, and spontaneous fission. Measured -decay energies, half-lives, and branching ratios improve the literature data significantly. A signature for detection of the hitherto unknown 
Cm was found in the -decay chains from Fm. Two groups of events with average energies of 6.69(2) MeV and 7.01(2) MeV and with a half-life of 
= 300
, s are suggested to originate from Cm. Tentative decay schemes for Fm, 
Cf, Cm, and Fm, 
Cf isotopes are suggested based on the present experimental data. Systematical trends of single-particle states in =141 isotones of 
= 92-98 nuclei are discussed.
Dimitriou, P.*; Basunia, S*; Bernstein, L.*; Chen, J.*; Elekes, Z.*; Huang, X.*; Hurst, A.*; 飯村 秀紀; Jain, A. K.*; Kelley, J.*; et al.
EPJ Web of Conferences, 239, p.15004_1 - 15004_4, 2020/09
被引用回数：0 パーセンタイル：0.1(Nuclear Science & Technology)評価済み核構造データファイル(Evaluated Nuclear Structure Data File: ENSDF)は、原子核構造と崩壊に関する様々な実験データを全ての核種について集めて、それらの実験データの評価値を与えてある世界唯一のデータファイルである。ENSDFは定期的に更新されており、そのための評価作業は各国の評価者で分担している。評価作業を速やかに行うために、IAEAの援助の下に評価者の国際的なネットワークが組織されている。この発表では、ネットワークの最近の活動のうち、ENSDFの処理コードの開発、測定が必要とされているデータのリストの作成、インターネット版核図表の利用の拡充などについて報告する。また、核構造・崩壊データの需要が増大しているにもかかわらず、評価者が減っている問題についても述べる。
-delayed fission of isomers in 
BiAndel, B.*; Andreyev, A. N.; Antalic, S.*; Al Monthery, M.*; Barzakh, A.*; Bissell, M. L.*; Chrysalidis, K.*; 他29名*
Physical Review C, 102(1), p.014319_1 - 014319_12, 2020/07
被引用回数：6 パーセンタイル：59.56(Physics, Nuclear)-delayed fission (DF) decay of a low-spin (ls) and a high-spin (hs) isomer in Bi was studied at the ISOLDE facility at CERN. Their DF partial half-lives were determined: 
, DF(Bi
)= 5.6(8) 
10
s and , DF(Bi
)=1.7(6) 10 s. This work is the first DF study of two states in one isotope and allows the spin dependence of low-energy fission to be explored. The fission fragment mass distribution of a daughter nuclide Pb, following the decay of the high-spin isomer, was deduced and indicates a mixture of symmetric and asymmetric fission modes.
decay" of 
C as an anti-LeSGT transition藤田 佳孝*; 宇都野 穣; 藤田 浩彦*
European Physical Journal A, 56(5), p.138_1 - 138_8, 2020/05
被引用回数：5 パーセンタイル：52.72(Physics, Nuclear)Cは半減期が約5700年と極めて長いことが知られており、その性質は年代測定に利用されている。CからNへのベータ崩壊は、スピンパリティ差が
の許容遷移であるにも関わらず、
値が9を超え、遷移が極めて抑制されている。その核構造的起源を解き明かすため、Cを
殻の2空孔状態とした殻模型に基づいた議論を行った。非常に興味深いことに、2粒子状態の基底状態へのベータ崩壊行列要素は非常に大きく、2空孔状態の行列要素はゼロに近くなる。2粒子状態については、1番目のへ強く遷移(LeSGTと呼ぶ)し、2番目のへは弱く遷移(anti-LeSGTと呼ぶ)するが、2空孔状態についてはその逆で、1番目のへは弱く、2番目のへは強いという逆転関係があることがわかった。この粒子・空孔状態間の非対称性は、二体力の行列要素の符号によって理解されることがわかった。
近藤 悟; 飛田 吉春
JAEA-Research 2019-009, 382 Pages, 2020/03
JAEA-Research-2019-009.pdf:22.82MB
日本原子力研究開発機構(旧動力炉・核燃料開発事業団)が開発したSIMMER-IIIは、2次元・多速度場・多成分流体力学を空間・時間依存の核動特性モデルと結合した計算コードであり、液体金属高速炉の炉心崩壊事故の解析に広く利用されている。コードの開発と並行して、包括的なコード検証プログラムを、第1期(流体力学個別モデルのverification)及び第2期(炉心崩壊事故における複雑かつ重要な現象についてのvalidation)の2段階に分けて実施してきた。SIMMER-III検証プログラムには欧州の研究開発機関が参加し、第1期の成果は1996年に総合的にとりまとめられた。本報告書は元の1996年の非公式の文書を再生・改訂することにより、第1期検証の研究成果を再編集したものである。第1期検証プログラムでは、流体対流、境界面積及び運動量交換、熱伝達、溶融・固化、蒸発・凝縮の分野で計34のテスト問題の解析が参加機関により分担して実施された。第1期プログラムで明らかとなった課題についてはその後のモデル開発・改良及び第2期プログラムに反映した。本報告書は新たに得られた研究知見に基づいて改訂しているが、参加者による元の解析結果と結論は、批判的な内容を含めて、そのまま記載している。
-decay properties of 
FrGhys, L.*; Andreyev, A. N.; Huyse, M.*; Van Duppen, P.*; Antalic, S.*; Barzakh, A.*; Capponi, L.*; Cocolios, T. E.*; Cubiss, J.*; Derkx, X.*; et al.
Physical Review C, 100(5), p.054310_1 - 054310_13, 2019/11
被引用回数：12 パーセンタイル：77.09(Physics, Nuclear)The aim of this work was to investigate the -decay properties of Fr and daughter products. Neutron-deficient francium nuclei are produced at ISOLDE-CERN bombarding a UCx target with 1.4 GeV protons. Due to the very high statistics and the high beam purity, improved decay data for 
Fr and its daughters were obtained. The observation of crossover transitions positioned the isomeric high-spin level of 
At at an excitation energy of 265(3) keV. Half-life values of 4.47(5) s and 1.28(10) s were extracted for the ground state and isomeric state of At and 52(3) ms for the ground-state decay of 
Fr.
大島 宏之; 上出 英樹
Proceedings of 18th International Topical Meeting on Nuclear Reactor Thermal Hydraulics (NURETH-18) (USB Flash Drive), p.2095 - 2107, 2019/08
日本ではシビアアクシデント(CDA)対策を重要な視点としてナトリウム冷却高速炉の開発を行ってきた。安全性強化とCDA対策に関連した研究の近年の進捗として、外部事象の一つである火山噴火のPRA, CDA時の崩壊熱除去に関する模擬試験、CDA時の溶融炉心燃料の挙動を評価する上で重要な、ナトリウムプール中の溶融燃料の分散特性にかかる基礎試験などを実施してきた。本論文では、これらの成果について述べる。
decay of 
= +
isotopes 
Al and 
Si; Understanding Gamow-Teller strength distribution in neutron-rich nucleiAbromeit, B.*; Tripathi, V.*; Crawford, H. L.*; Liddick, S. N.*; 吉田 聡太*; 宇都野 穣; Bender, P. C.*; Crider, B. P.*; Dungan, R.*; Fallon, P.*; et al.
Physical Review C, 100(1), p.014323_1 - 014323_14, 2019/07
被引用回数：2 パーセンタイル：23.19(Physics, Nuclear)中性子過剰核Al, Siとその娘核からのベータ崩壊をミシガン州立大学の国立超伝導サイクロトロン研究所において調べた。ベータ崩壊で得られた準位構造を大規模殻模型計算と比較し、実験と理論の良い一致が得られることがわかった。さらに、脱励起ガンマ線の強度から、それぞれの準位にベータ遷移する強度を表す値を引き出した。これら奇核のベータ崩壊で得られた低励起状態への値は偶偶核からのものよりも強くフラグメントしていることがわかった。これは、大規模殻模型計算で予言されたガモフテラー遷移強度の分布に対する一般的傾向に合致した結果である。
Kim, H.*; Kim, K. S.*; Cheoun, M.-K.*; 慈道 大介*; 岡 眞
Physical Review D, 99(1), p.014005_1 - 014005_15, 2019/01
被引用回数：8 パーセンタイル：44.95(Astronomy & Astrophysics)前回の論文で指摘した、軽いスカラー中間子8重項のテトラクォーク描像に基づく状態混合について、さらなる証拠となる現象の解析を行った。
=1/2 states in 
Tl and 
AuCubiss, J. G.*; Barzakh, A. E.*; Andreyev, A. N.; 他57名*
Physics Letters B, 786, p.355 - 363, 2018/11
被引用回数：21 パーセンタイル：83.68(Astronomy & Astrophysics)The first accurate measurements of the -decay branching ratio and half-life of the I
=1/2
ground state in Tl have been made, along with the first determination of the magnetic moments and I=1/2 spin assignments of the ground states in Au. The results are discussed within the complementary systematics of the reduced -decay widths and nuclear g factors of low-lying, I=1/2states in the neutron-deficient lead region. The findings shed light on the unexpected hindrance of the 1/2 
1/2, Tl
Au decay, which is explained by a mixing of 
3s
and 2d
configurations in Au, whilst Tl remains a near-pure 3s
. This conclusion is inferred from the g factor of Au which has an intermediate value between those of 3s and 2d states. A similar mixed configuration is proposed for the I=1/2 ground state of 
Au. This mixing may provide evidence for triaxial shapes in the ground states in these nuclei.
-delayed decay of 
N and implications for the 
C(,)O astrophysical reaction rateKirsebom, O. S.*; Tengblad, O.*; Andreyev, A. N.; 他41名*
Physical Review Letters, 121(14), p.142701_1 - 142701_6, 2018/10
被引用回数：7 パーセンタイル：50.74(Physics, Multidisciplinary)The C(,)O reaction plays a central role in astrophysics, but its cross section at energies relevant for astrophysical applications is only poorly constrained by laboratory data. The reduced width, 
, of the bound 1
level in O is particularly important to determine the cross section. The magnitude of 
is determined via sub-Coulomb -transfer reactions or the -delayed decay of N, but the latter approach is presently hampered by the lack of sufficiently precise data on the -decay branching ratios. Here we report improved branching ratios for the bound 1 level (
) and for -delayed emission (
). Our value for is 33 
larger than previously held, leading to a substantial increase in . Our revised value for is in good agreement with the value obtained in -transfer studies and the weighted average of the two gives a robust and precise determination of , which provides significantly improved constraints on the C(,)O cross section in the energy range relevant to hydro static He burning.
