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丸山 修平; 遠藤 知弘*; 山本 章夫*
Journal of Nuclear Science and Technology, 61(1), p.31 - 43, 2024/01
被引用回数：0 パーセンタイル：0.01(Nuclear Science & Technology)本研究では、データ同化技術を利用して、原子炉物理と放射線遮へいといった異なる分野間で実験データベースを共有することにより、高速炉炉心設計に関連する不確かさを低減することの可否を検討した。本研究テーマの最初のステップとして、ORNLのナトリウム遮へい実験に着目し、ナトリウム冷却高速炉の最も重要な安全パラメータの1つであるナトリウムボイド反応度の不確かさを低減するために実験データを利用することを検討した。一般化摂動論に基づく感度解析をナトリウム遮へい実験に対して実施し、ここで評価した感度係数と、これまでに原子力機構で評価したナトリウムボイド反応度の感度係数を用いて、炉定数調整を実施することにより、ナトリウム遮へい実験データがナトリウムボイド反応度の不確かさ低減に寄与できることを示した。本研究に基づくと、中性子漏洩現象が支配的なナトリウムボイド反応度において、特に不確かさ低減効果は大きくなると予測される。ナトリウムボイド反応度に関する新たな炉物理実験データの取得は今後困難かもしれないが、ナトリウム遮へい実験データがこの役割を部分的に代替できることを本研究は示唆している。高速炉設計における積分実験データの相互利用の価値が本研究によって証明された。
川口 真穂*; 柴 茂樹*; 岩橋 大希*; 大川 剛*; 郡司 智; 井澤 一彦; 須山 賢也
Proceedings of 12th International Conference on Nuclear Criticality Safety (ICNC2023) (Internet), 8 Pages, 2023/10
原子力規制委員会は、2014年から日本原子力研究開発機構(JAEA)と共同で、福島第一原子力発電所事故で発生した燃料デブリの臨界性を評価するための実験的アプローチに取り組んでいる。その一環として、擬似燃料デブリの特性を評価する臨界実験を実施するため、原子力機構は臨界実験装置STACY(STAtic experiment Critical facilitY)を改良した。予備解析として、提案した炉心配置パターンについて、主要な核データライブラリを用いて臨界特性を検証した。3次元連続エネルギーモンテカルロ中性子・光子輸送コードSERPENT-V2.2.0と最新のJENDL-5を用いた。その結果、STACY更新炉の炉心配置パターン全てにおいてJENDL-5による中性子増倍率は、他のライブラリを使用した結果と比較して大きく評価された。また、JENDL-5の
H散乱反応及び
U核分裂反応断面積の感度係数は他のライブラリとは異なっていた。これらのライブラリとの比較から、JENDL-5の更新されたS(
, 
)は、STACY更新炉の臨界特性の評価結果に影響を与える可能性があることがわかった。
多田 健一; 近藤 諒一; 遠藤 知弘*; 山本 章夫*
Journal of Nuclear Science and Technology, 60(6), p.624 - 631, 2023/06
被引用回数：2 パーセンタイル：53.91(Nuclear Science & Technology)感度解析や不確かさ評価は評価済み核データの改良にとって重要な役割を担っている。現在の計算機性能の向上によって、連続エネルギーモンテカルロ計算コードを用いた感度解析や不確かさが可能となってきている。そこで本研究では、FRENDYのモジュールを用いて、連続エネルギーモンテカルロ計算コードで用いられるACEファイルの摂動ツールを開発した。本摂動ツールを用いて微視的断面積,核分裂当たりの中性子数,核分裂スペクトルを摂動させることができる。また、ユーザーが共分散データを用意すれば、ランダムサンプリング法を用いた不確かさ解析を行うこともできる。本摂動ツールの検証のため、実効増倍率の不確かさを感度解析コードSCALE/TSUNAMI及びMCNP/KSENと比較した。その結果、本摂動ツールを用いたランダムサンプリング法で得られた不確かさは、SCALE/TSUNAMIやMCNP/KSENとよく一致することを確認した。
廣内 淳; 高原 省五; 駒ヶ峯 弘志*
Journal of Radiological Protection, 42(4), p.041503_1 - 041503_12, 2022/12
被引用回数：1 パーセンタイル：31.61(Environmental Sciences)屋内退避は原子力災害時の放射線被ばくに対する対策の一つである。吸入被ばくに対する屋内退避の効果は、屋内と屋外の累積放射能濃度または線量の比として定義される低減係数で表される。屋内濃度は、主に空気交換率,浸透率,屋内での沈着率に依存する。空気交換率は、風速,家屋の床面積で規格化した隙間面積,総建ぺい率などの周辺環境条件に依存する。本研究では、様々な環境条件下で粒子とI
に対する低減係数の不確かさの範囲を検討し、低減係数の不確かさに最も影響を与えるパラメータを把握するために感度解析を行った。不確実性解析の結果から、算出された低減係数は環境条件や住宅の気密性によって大きく変動した。粒子とIの低減係数の不確かさの範囲はそれぞれ最大0.9および0.3であり、新しい家屋ほど小さかった。感度解析の結果、風速は低減係数に最も影響を与えるパラメータであった。また、風速は新しい家屋では低減係数に与える影響が小さかった。
奥村 啓介
放射線遮蔽ハンドブック; 応用編, p.78 - 83, 2020/03
原子炉施設の廃止措置等で行なわれる微量不純物を含めた物質の中性子照射による放射化計算に有効な感度解析手法を紹介する。放射化感度解析は、初期組成感度解析と断面積感度解析があり、これらを行うことにより、着目する放射化核種の生成起源と生成経路を明らかにすることができる。
岩元 大樹; Stankovskiy, A.*; Fiorito, L.*; Van den Eynde, G.*
Journal of Nuclear Science and Technology, 55(5), p.539 - 547, 2018/05
被引用回数：9 パーセンタイル：67.52(Nuclear Science & Technology)実効遅発中性子割合
は原子炉物理学で最も基本的なパラメータの一つであるが、これまで、その解析の困難さから、モンテカルロ法によっての核データに起因する不確かさを定量評価した例はなかった。本研究では、モンテカルロ粒子輸送計算コードMCNPを用いて、モンテカルロ法に基づく2つの手法(モンテカルロ感度法及びランダムサンプリング法)の、の不確かさ定量評価に対する適用性を、統計的な収束性の観点から調査した。解析におけるの妥当性評価ではVENUS-F臨界炉心の実測値を用いた。解析の結果、モンテカルロ感度法については、千葉が提案した「修正中性子増倍率比法」を用いることにより、従来手法であるBretsherが提案した「即発中性子増倍率比法」よりもの感度係数に対する統計的な不確かさを大幅に低減できることを見出した。モンテカルロ感度法とランダムサンプリング法による解析値の比較の結果、修正中性子増倍率比法を用いたモンテカルロ感度法が、の不確かさ定量評価に実用上最も適していることを示した。当手法で得られた感度係数とJENDL-4.0を一部修正したJENDL-4.0uの共分散データを用いることにより、VENUS-F臨界炉心に対するの核データに起因する不確かさは約2.7%と評価され、その大部分は
Uの遅発中性子収率に起因することが分かった。
邉見 光; 山口 徹治; 武田 聖司; 木村 英雄
原子力バックエンド研究(CD-ROM), 24(1), p.3 - 14, 2017/06
福島第一原子力発電所の事故起源の放射性セシウムにより汚染された森林の除染に関して、居住区域における空間線量率の低減が顕著になる汚染源の条件や除染の範囲を感度解析によって検討した。汚染源を
Csおよび
Csを含む堆積有機物層(A
層)と表層土(A
層)とし、モンテカルロ法による3次元輸送計算コードMCNPを用いて空間線量率を算出した。森林斜面の数、角度、汚染の分布状態、森林土壌中の放射性セシウムの量、除染範囲、林縁から評価点までの距離、評価点の高さをパラメーターとした。その結果、汚染の分布が均一の場合、林縁から20mまでのA層の除染が、空間線量率の低減に効果的であることがわかった。一方、林縁から20m以遠の汚染が20m以内よりも高いような、汚染の分布が不均一の場合、A層に比べA層に含まれる放射性セシウムの量が多い条件においてのみ、林縁から40mまでのA層の除染により、空間線量率が顕著に低減した。
崔 炳賢; 西田 明美; 中島 憲宏
構造工学論文集,B, 63B, p.325 - 333, 2017/03
日本原子力研究開発機構では、原子力施設の3次元振動シミュレーション技術の開発に取り組んでいる。本研究では、HTTR建屋の3次元有限要素モデルを用いた東北地方太平洋沖地震に対する地震応答解析を実施し、不確定性を持つ入力パラメータに対して感度解析を行った。また、3次元有限要素モデルにおける不確定性を持つ入力パラメータ設定に関して、建屋応答解析結果のばらつき評価を実施した。
島田 太郎; 西村 優基; 武田 聖司
MRS Advances (Internet), 2(12), p.687 - 692, 2017/01
東京電力福島第一発電所の事故で発生した燃料デブリは、その特性調査が開始された段階であり、具体的な処分方法は示されていない。本研究では、燃料デブリ処分に求められるバリア機能を予察的に把握するため、HLWと同様の地層処分概念を前提に、既往文献から核種量や廃棄体形状を仮想し、燃料デブリ特性、人工バリア及び天然バリアの不確実性を想定した核種移行の感度解析を行った。その結果、燃料デブリの主要核種であるUを含む4n+2系列核種の天然バリア出口での移行フラックスは、燃料デブリ特性や人工バリアの不確実性を考慮しても、天然バリアの性能が確保されればHLWと同程度に収まり、また、他の系列及びFP核種の移行フラックスはHLWを下回ることがわかった。一方、燃料デブリ特有の
C, 
Iについては、燃料デブリからの瞬時放出割合の感度が高く、これら核種の放出時の物理化学特性の把握が重要であることを示した。
酒井 卓郎; 安田 良; 飯倉 寛; 松林 政仁
JPS Conference Proceedings (Internet), 11, p.020005_1 - 020005_6, 2016/11
We have developed novel fluorescent plates for high-resolution imaging. The devices consist of capillary plates and fine phosphor grains, namely each capillary is filled with the grains. We used the capillary plates (HAMAMATSU, J5112-25D25U1TB) as substrates. The thickness of the plate is 1 mm and the diameter of each hole is 25 
m. The phosphor grains are sifted silver-activated zinc sulfide (ZnS:Ag). The mean particle size is approximately 7 m. The fabricated fluorescent plates are observed using an optical microscope and a scanning electron microscope. The observation results show that all capillaries are filled with grains very well. The imaging experiment is performed using a small X-ray source. The results show that the fluorescent plates are expected to be compatible with both spatial resolution and detection efficiency.
岩元 大樹; 西原 健司; 方野 量太*; 福島 昌宏; 辻本 和文
JAEA-Research 2014-033, 82 Pages, 2015/03
JAEA-Research-2014-033.pdf:6.53MB
核変換物理実験施設(TEF-P)を用いた炉物理実験による鉛ビスマス冷却型加速器駆動核変換システム(ADS)の炉物理パラメータ(臨界性及び冷却材ボイド反応度)に対する核データに起因する不確かさの低減効果を、炉定数調整法に基づいて評価した。核データライブラリにはJENDL-4.0を使用し、TEF-Pで実施する実験には、ADS実機燃料を模擬したマイナーアクチノイド(MA)燃料(MA重量:約30kg)を装荷した体系及び装荷していない体系のそれぞれに対して臨界性、鉛ボイド反応度、反応率比、サンプル置換反応度、燃料置換反応度の5種類の実験を想定した。解析の結果、TEF-Pで想定する実験をすべて実施することで、ADSの炉物理パラメータに対する不確かさを、臨界性に対して1.0%から0.4%程度に、冷却材ボイド反応度に対して9.4%から4.2%程度に低減できることがわかった。また、ADS臨界性の不確かさ低減に対しては燃料置換反応度が効果的であり、冷却材ボイド反応度の不確かさ低減に対しては鉛ボイド反応度実験が効果的であることがわかった。これらの低減効果は、装荷するMA燃料の組成と物量に大きく依存するが、目的に応じた実験を実施して、これらのデータと既存の炉物理実験データベースを組み合わせることで、炉物理パラメータの不確かさを効率的に低減できることが明らかになった。
初川 雄一; 藤 暢輔; 大島 真澄; 木村 敦; Gharaie, M. H. M.
Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, 271(1), p.43 - 45, 2007/01
被引用回数：3 パーセンタイル：25.51(Chemistry, Analytical)多重
線検出法を中性子放射化分析と組合せた新たな微量元素分析法を環境,地質試料に適応した。19台のGe検出器からなるGEMINI-IIを用いて多重線放射化分析を行い環境試料中のヨウ素-129については安定ヨウ素と比で10-13及び地質試料中のイリジウムにおいては10pptの検出限界を有する高感度分析であることを示した。
林 巧; 鈴木 卓美; 山田 正行; 西 正孝
Fusion Science and Technology, 48(1), p.317 - 323, 2005/07
被引用回数：10 パーセンタイル：56.74(Nuclear Science & Technology)核融合炉燃料であるトリチウムの安全貯蔵とその効率的な計量の観点から、ZrCo金属間化合物を用いた通気式熱量計量方式による「その場」トリチウム計量機能付き貯蔵ベッドを開発し、計量精度: 
1%のITERの要求性能を実証するとともに、試験的に実用に供して総合的実証を進めている。本ベッドは、一次容器内にZrCo金属間化合物700gを充填したもので、ZrCoT1.8として約25g-T2,約100Lの水素同位体ガスを貯蔵できる。また、ZrCoの一次容器内に螺旋状の配管を有し、この配管内部にHeガスを循環することにより、貯蔵したトリチウムの崩壊熱を循環Heの温度上昇として計測し、トリチウム貯蔵量を計量できる構造となっている。今回は、長期保管後の計量性能の確認のため、約13gの純トリチウムの7か月間の安定貯蔵、及び約5gのトリチウムを同量の重水素で希釈したガスの5年4か月間の安定貯蔵の前後にくり返し熱量計測を実施し、初期の計量性能と比較した。その結果、計測条件(一次容器内に蓄積する3Heガス圧など)を整えることにより、初期の計量感度(約0.2g)及び精度(約0.05g)を維持できること、などを確認し、現状までのトリチウム貯蔵においては計量性能の劣化はないことを確証した。
篠原 主勲; 奥田 洋司*; 伊東 聰*; 中島 憲宏; 井田 真人
計算工学講演会論文集, 10(2), p.629 - 632, 2005/05
体積一定の制約条件下で圧力抵抗が最低となる最適な形状を構築するため、随伴変数法を定式化し、最急降下法を用いてArmijoの基準に基づく直線探索法の並列化アルゴリズムを構築した。またITBLというグリッド・コンピューティング環境で並列分散処理機能を用いて、効率的に演算処理する方式を提案した。構造の特性,信頼性,コスト性が複雑に絡み合う評価関数,制約条件からなる高負荷の計算が要求されるラグランジュ関数の極値の探索方法を構築した。極値探索で生じる膨大な計算量を、不特定多数のスーパーコンピュータを用いて、ホスト間のデータ通信を削減し、最適な形状更新ベクトルの探索を並列分散処理することで、実時間の計算処理を可能とした。
Ekins-Daukes, N. J.*; Lee, H. S.*; 佐々木 拓生*; 山口 真史*; Khan, A.*; 高本 達也*; 安居院 高明*; 上村 邦夫*; 兼岩 実*; 今泉 充*; et al.
Proceedings of the 6th International Workshop on Radiation Effects on Semiconductor Devices for Space Application (RASEDA-6), p.87 - 91, 2004/10
高効率太陽電池への応用が期待される格子不整合系InGaP太陽電池(In
Ga
P)へ1MeV電子線を照射し太陽電池特性の変化を調べた。その結果、3
10
/cm
程度の照射により、一時的に短絡電流が増加するという特異な振る舞いが観測された。この原因を調べるため分光感度特性を調べたところ、長波長側での光吸収が増加することが明らかとなった。さらに、キャリア濃度を調べた結果、キャリア減少率が1.3/cmであると見積もられた。このことより、310/cm程度の照射により太陽電池基板の多数キャリアが減少し、その結果、一時的な空乏層長の伸長が生じ、より深部(長波長の光により発生した)のキャリアが収集されて、短絡電流が一時的に増加しすると結論づけられた。
laser collective thomson scattering system in JT-60ULee, S.; 近藤 貴; 三浦 幸俊
Japanese Journal of Applied Physics, Part 1, 41(11A), p.6574 - 6576, 2002/11
被引用回数：1 パーセンタイル：5.6(Physics, Applied)本論文ではJT-60U協同トムソン散乱計測装置で用いる量子井戸型赤外線検出器の較正手法とその実験結果について言及した。炭酸ガスレーザを用いた協同トムソン散乱法では散乱角が小さくなるため、詳細な光軸調整が必要となる。一方、大型装置においてヘテロダイン検出器の視野形状とその拡がりは、散乱光検出の感度や迷光強度に大きな影響を与え重要である。今回大型の黒体源を製作し、検出視野の半径や感度特性を詳細に評価することで検出器の感度分布がガウシアン分布であることを新たに発見した。また、局所レーザのビーム特性を調整することで視野を絞ることに成功し、光路中におけるビーム伝送ロスを低減することが可能となった。さらにその拡がり角からプラズマ中心における視野の拡がりを実験的に評価し、プラズマ観測位置における実効的な観測体積とその感度分布を実測に基づいて評価することができた。
安田 健一郎; 桜井 聡; 軍司 秀穂; 臼田 重和
Journal of Nuclear Science and Technology, 39(Suppl.3), p.552 - 555, 2002/11
IAEAの93+2計画に基づく保障措置システムの強化に対応するため、原研では高度環境分析研究棟(CLEAR)を整備し、保障措置環境試料中に含まれる極微量核物質の分析技術を開発している。試料間の相互汚染やクリーンルームへの汚染を避けるために、CLEARに持ち込む放射性物質の量的制限の設定を検討している。測定方法として、発表者は、オートラジオグラフィーの一種であり、試料中における低レベルの放射能分布測定に有効であるイメージングプレートの適用性を検討した。予備試験において、線及び線源としてサマリウム(Sm-147)及びカリウム(K-40)試薬を測定した。線では0.05~0.1Bq,線では0.01~0.2Bqの領域において、測定値は放射能に対して線形性を示した。線の検出限界を0.05Bqとすれば、約2g程度の天然ウランの検出が期待できる。
-ray detection大島 真澄; 藤 暢輔; 初川 雄一; 早川 岳人; 篠原 伸夫
Journal of Nuclear Science and Technology, 39(4), p.292 - 294, 2002/04
被引用回数：18 パーセンタイル：73.21(Nuclear Science & Technology)多重線検出法と中性子放射化分析を組合せて、新たな微量元素定量法を開発した。この定量法はpptまでの高感度と、49種までの多元素同時定量が可能である。招待講演において、この方法の原理と実証,さらに標準岩石試料,アレンデ隕石,環境中放射能I,地層試料などへの適用例を紹介する。
InGaP solar CellsDharmarasu, N.*; Khan, A.*; 山口 真史*; 高本 達也*; 大島 武; 伊藤 久義; 今泉 充*; 松田 純夫*
Journal of Applied Physics, 91(5), p.3306 - 3311, 2002/03
被引用回数：25 パーセンタイル：66.97(Physics, Applied)InGaP単接合及びInGaP/GaAs二接合太陽電池へ3MeV陽子線照射を行い特性劣化を調べた。InGaP単接合の劣化は二接合に比べ少ないことが明らかになった。分光感度測定を行ったところ、長波長側の劣化が観測され、GaAsサブセルの劣化が二接合太陽電池の劣化へ寄与しているという結果を得た。少数キャリア拡散長の損傷係数を見積もったところ、InGaPでは7.910
,GaAsでは1.610
あった。また、これら損傷係数の値は、1MeV電子線照射の場合と比べ、それぞれ580,280倍大きいことが明らかになった。
-PIXE大貫 敏彦; 香西 直文; Samadfam, M.; 安田 良; 神谷 富裕; 酒井 卓郎; 村上 隆*
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 181(1-4), p.586 - 592, 2001/07
被引用回数：14 パーセンタイル：68.97(Instruments & Instrumentation)-PIXEはUの検出に関し、L線を用いるため、従来のSEM-EDS,EPMAよりも感度について優れていると考えられる。TIARAに設置されている-PIXEは、ビームを1m
まで絞ることができ、元素の空間分布を求めることができる。本研究では、岩石試料を用いて、Uの移行挙動を検討するうえで重要な、検出感度と空間分解能に関し、-PIXE法と従来法について比較した。その結果検出限界については、-PIXE
EPMASEM-EPSの順序となり、空間分解能においては、-PIXE
EPMASEM-EDSとなった。これらの結果から、Uの分布を調べる方法として-PIXEは有効であることがわかった。
