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論文

Measurement and analysis of feedback reactivity in the Monju restart core

北野 彰洋; 竹越 淳*; 羽様 平

Journal of Nuclear Science and Technology, 53(7), p.992 - 1008, 2016/07

 被引用回数:2 パーセンタイル:57.25(Nuclear Science & Technology)

フィードバック反応度について、原子炉出力に対する反応度係数(K$$_{R}$$)及び原子炉容器入口温度に対する反応度係数(K$$_{IN}$$)による反応度モデルに基づき、測定評価手法を開発した。この方法では、2つの反応度効果を同時に評価することが可能であり、2010年に実施された性能試験に適用した。考えられる誤差を評価し、反応度係数を3%以内の誤差で評価した。炉心内の温度分布を考慮した解析評価も実施した。K$$_{R}$$のC/E値は、誤差範囲内での一致を確認し、K$$_{IN}$$は等温温度係数評価結果と整合する結果であった。また、集合体出口温度については、計算評評価値と実測値が0.2$$^{circ}$$C以内で一致し、温度計算の妥当性が確認された。

論文

Doppler effect experiment of resonance materials for rock like oxide fuels

中野 佳洋; 安藤 真樹; 岡嶋 成晃; 高野 秀機; 秋江 拓志

Progress in Nuclear Energy, 38(3-4), p.343 - 346, 2001/02

 被引用回数:1 パーセンタイル:86.33

中性子の共鳴吸収物質であるエルビウム,タングステン,トリアについて、ドップラー反応度効果の測定実験をFCAで行った。岩石型燃料を現行軽水炉に使用した場合、負のドップラー反応度係数の絶対値が小さくなり、反応度事故等の過渡変化時に燃料の健全性に問題が生じる。このため、中性子の共鳴吸収物質を燃料に添加して、ドップラー反応度係数を改善することが検討されている。今回の実験では、参照物質として天然ウラン金属及び酸化物の測定も行った。その結果、各サンプル1molあたりのドップラー反応度は、エルビウムがもっとも大きく天然ウラン金属の約1.5倍の値であった。トリアが次に大きな値で1.45倍、タングステンがもっとも小さく約0.6倍であった。いずれの核種も岩石型燃料のドップラー反応度係数の改善に有効であるとの見通しを得た。

論文

Measurement of uranium-238 doppler effect in a nitride fueled LMFBR at FCA

安藤 真樹; 岡嶋 成晃; 大井川 宏之; 飯島 進

Journal of Nuclear Science and Technology, 36(4), p.386 - 388, 1999/04

 被引用回数:1 パーセンタイル:85.55(Nuclear Science & Technology)

窒素($$^{14}$$N)の散乱断面積は100keV以下で酸素より大きいことなどにより、窒化物燃料高速炉ではMOX燃料高速炉より大きな負のドップラー効果が得られることが期待できる。この効果がドップラー効果解析精度に与える影響を、FCAを用いた模擬実験により検証した。実験体系(FCA XVII-1N集合体)は、炉心中心に28cm$$times$$28cm$$times$$91cmの窒化物燃料テスト領域を持つゾーン型炉心である。ドップラー効果の測定は、小型円筒形の天然ウランサンプル2種類を用い、サンプル加熱反応度価値測定法により行った。解析では、サンプルの実効断面積作成にPEACO-Xコードを用い、拡散理論に基づく1次摂動計算により行った。測定の結果、これまでのFCAの高速炉模擬体系の傾向と異なり、大きな負のドップラー効果が得られた。解析の結果、本窒化物燃料高速炉模擬体系においても同規模のMOX燃料高速炉体系と同様の良好な解析精度が得られることがわかった。

論文

Decomposition of prompt $$gamma$$-ray spectra including the Doppler-broadened peak for boron determination

間柄 正明; 米澤 仲四郎

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 411(1), p.130 - 136, 1998/00

 被引用回数:23 パーセンタイル:13.08

ホウ素の中性子誘起即発$$gamma$$線は非常に幅の広いものとして観測され、多くの元素の即発$$gamma$$線と重なる。そこで、中性子誘起即発$$gamma$$線分析によるホウ素定量のためのピーク分解法を開発した。本研究では、幅の広いピークがガウス関数の積分であらわされると仮定し、非線形の最小二乗法を用いてホウ素の幅広いピークと妨害ピークを分離した。この方法を、ホウ素とNa,Ni,Coのうち一つ又は二つの元素との混合物の分析に適応し、この方法の正確さと検出限界を、この方法の分析結果とreference line法の結果及び混合物を作る時に添加したホウ素量と比較することにより確認した。その結果、この方法が妨害元素を含む試料のホウ素の定量に有効であることが確認でき、さらに適応限界を決定することができた。

報告書

FCAにおける高温ドップラー効果測定,1; サンプル加熱・反応度価値測定法測定装置の開発

大井川 宏之; 岡嶋 成晃; 向山 武彦; 佐藤 邦雄; 菱田 誠; 早野 睦彦*; 工藤 文夫*; 笠原 芳幸*

JAERI-M 94-043, 46 Pages, 1994/03

JAERI-M-94-043.pdf:1.24MB

高速炉の高温でのドップラー効果の予測精度向上に資することを目的として、FCAを用いて2000$$^{circ}$$Cまでの$$^{238}$$Uドップラー効果を測定できる装置を開発した。ここでは、1500$$^{circ}$$Cまでの測定に供するサンプル加熱・反応度価値測定法測定装置に関する開発、構造、性能、測定法について述べる。本装置の開発により、従来800$$^{circ}$$C程度までであった温度領域が大幅に広がり、酸化物燃料高速炉の運転時燃料平均温度や最高温度の近辺でのドップラー効果測定ができるようになった。

論文

Doppler effect measurement up to 2000$$^{circ}$$C at FCA

岡嶋 成晃; 大井川 宏之; 安藤 真樹; 向山 武彦

Proc., Int. Conf. on Nuclear Data for Science and Technology,Vol. 2, 0, p.1009 - 1011, 1994/00

原型炉級MOX-FBR模擬炉心(FCA XVII-1炉心)において、サンプル加熱法(~1500$$^{circ}$$C)と箔加熱法(~2000$$^{circ}$$C)を組合わせて、2000$$^{circ}$$Cまでのドップラー効果測定を行なった。計算は、PEACO-Xを用いて、サンプル加熱法では一次摂動法にて、箔加熱法ではセル計算にて行った。また、核データとして、JENDL-3.1を使用した。実験と計算を比較すると、サンプル加熱法ではC/Eは0.96であり、箔加熱法のC/Eは0.98であった。計算は、実験と良い一致を示した。

報告書

FCA XVI-1及びXVI-2炉心における$$^{238}$$Uドップラー反応度価値の測定と解析

大井川 宏之; 岡嶋 成晃; 向山 武彦; 佐藤 邦雄

JAERI-M 92-113, 36 Pages, 1992/08

JAERI-M-92-113.pdf:1.1MB

金属燃料高速炉を模擬したFCAXVI-1及びXVI-2炉心において、天然ウランサンプルのドップラー反応度価値をサンプル加熱法により測定した。金属燃料高速炉特有の硬い中性子スペクトル場においては、JFS-3-J2を用いたこれまでと同じ計算は、40.9keV以上の高エネルギー領域のドップラー効果を考慮できないため過小評価を招くことが判った。$$^{238}$$Uの共鳴領域を149keVまで考慮しているENDF/B-VIを用いて計算値にこのエネルギー領域の寄与分の補正を加えたところ、金属サンプルで13%、酸化物サンプルで8%程度ドップラー反応度価値の計算値は大きくなり、金属燃料炉心の解析のためにはJFS-3-J2でも40.9keV以上のエネルギー領域での共鳴を取り込む必要があると考えられる。補正後のC/E値は0.6~1.0の間に広く分布しており、実験誤差を考慮しても依然として計算は実験よりも小さなドップラー反応度価値を与える。

論文

偏向型電子銃により生成した原子ビームの速度分布

西村 昭彦; 有澤 孝; 小倉 浩一; 大場 弘則; 柴田 猛順

真空, 35(3), p.305 - 308, 1992/00

電子ビーム加熱により金属原子ビームを生成させる場合、偏向型電子銃が広く用いられる。本研究では、偏向型電子銃を用いて水冷銅るつぼ内のガドリニウム金属を蒸発させ、生成した原子ビームの速度分布を、水平及び斜めに入射させたレーザー光に共鳴する蛍光スペクトルのドップラーシフトから測定した。原子ビーム速度は蒸発面温度での平均速度よりも速く、断熱膨張時の最大速度よりも速くまで加速されることが判明した。又、この原子ビーム速度は蒸発面温度相当の原子励起エネルギーも速度に転換した場合の最大速度まで大きくなる。一方、シフトしたスペクトルの広がりから求めた流れ方向の速度分布の広がりを示す並進温度は数百K程度まで冷却されることが判明した。

論文

Contribution of higher energy neutrons to Doppler effect of $$^{238}$$U in metal fueled fast reactor

大井川 宏之

Journal of Nuclear Science and Technology, 28(11), p.1058 - 1060, 1991/11

金属燃料高速炉における$$^{238}$$Uのドップラー効果に対する高エネルギー中性子の寄与を計算により評価した。日本で高速炉の設計に標準的に使われいる群定数セットJFS-3-J2には40.9keV以上のエネルギー領域で$$^{238}$$Uの共鳴が無視されているが、スペクトルが硬い金属燃料高速炉では40.9keV以上の中性子による$$^{238}$$Uのドップラー効果が大きな寄与を持つと考えられる。そこで、燃料温度の変化による$$^{238}$$Uの捕獲反応断面積のドップラー効果による変化を高エネルギー領域に外挿することにより、40.9keV以上の寄与を計算した。その結果、金属燃料高速炉では約20%以上の寄与があり、酸化物の場合の約4倍の効果があることが判った。この効果をFCAにおけるドップラー反応度測定の解析に適用したところ、金属燃料高速炉模擬炉心であるXVI-1炉心で、C/Eが0.62から0.82に改善された。この効果は酸化物炉心の場合のC/E=0.85~0.99も改善の方向へ向かわせる。

論文

Velocity distribution of atomic beam produced by transverse electron beam gun

西村 昭彦; 有澤 孝; 小倉 浩一; 大場 弘則; 柴田 猛順

Atomic Collision Research in Japan, No.17, p.117 - 119, 1991/00

電子ビーム加熱により金属原子ビームを生成させる場合、偏向型電子銃が広く用いられている。本研究では偏向型電子銃を用いて水冷銅るつぼ内のガドリニウム金属を加熱蒸発させ、生成した原子ビームの速度分布をレーザー光に共鳴する蛍光スペクトルのドップラーシフトから測定した。その結果、原子ビームの速度は蒸発面温度での平均速度より遙かに速く、断熱膨張時の最大速度よりも速くまで加速されることが判明した。一方、シフトしたスペクトルの広がりから求めた流れ方向の速度分布の広がりを示す温度は蒸発面温度より遙かに低くまで冷却されることが判明した。

報告書

Program RESENDD(Version 84-07); A Program for Rcconstruction of Resonance Cross Sections from Evaluated Nuclear Data in the ENDF/B Format(Modified Version RFSEND)

中川 庸雄

JAERI-M 84-192, 48 Pages, 1984/10

JAERI-M-84-192.pdf:1.23MB

RESENDDがENDF/Bフォーマットの評価ずみデータから共鳴断面積を計算するための計算機プログラムである。このプログラムはRESENDを改良したもので、Breit-Wigneの多準位公式の改良、ドップラー効果の計算機能の追加などが行なわれた。本報告では、RESENDDの機能および入力データの説明を行ない、あわせて、いくつかの使用例を示す。

報告書

FCAにおける高速炉臨界実験とその解析

弘田 実弥*

JAERI 1289, 132 Pages, 1984/02

JAERI-1289.pdf:7.99MB

FCAは1967年4月に初回臨界、以来1982年3月までに、35集合体について臨界実験と解析が実施された。これらによる成果としては、「常陽」模擬実験、積分データによる群定数修正に関する研究および高速中性子スペクトロメータの開発が高く評価された。構造材ドロップラー効果、核分裂生成物蓄積効果、軸方向非均質炉心およびアクチノイド断面積の研究は世界的な注目を受けた。さらに「もんじゅ」に対しても大きな貢献がなされた。しかし、半径方向ブランケットにおける反応率分布および反応価値、反射体付き炉心の中心反応度価値、板状/ピン状燃料の非均質効果、炉心中心領域におけるナトリウムボイド効果、構造材ドップラー効果、炉心中性子スペクトル、核分裂生成物蓄積効果、非均質炉心の特性、燃料スランピングによる反応度変化などに、計算と実験間の不一致がなお残っており、解析のための努力が必要である。

論文

Accuracy of interpolation methods for resonance self-shielding factors

高野 秀機; 松井 泰*

Journal of Nuclear Science and Technology, 18(2), p.152 - 161, 1981/00

 被引用回数:1 パーセンタイル:74.64(Nuclear Science & Technology)

共鳴自己遮蔽因子の内挿には様々な内挿公式が使用されている。様々な内挿法の精度を、厳密な計算値との比較よって検討した。その結果、三次元スプライン内挿法が最も安定して精度が良く、かつ計算時間も短いことがわかった。更に様々な内挿法間の相違が高速炉の核特性へ及ぼす影響がJAERI-Fast Set Version IIを用いて計算された。その影響の大きさは、代表的な高速炉において次のように要約される。実効増倍係数に対して0.2%、制御棒反応度価値に対して1.5%、ドップラー効果に対して6%、ブランケット領域の反応率分布に対して2.5%存在し、ナトリウム・ボイド係数に対しては無視できる。

論文

Doppler effect of structural materials in fast reactors

高野 秀機; 井上 英明*

Journal of Nuclear Science and Technology, 18(4), p.315 - 318, 1981/00

 パーセンタイル:100(Nuclear Science & Technology)

構造材のドップラー効果の実効増倍係数(keff)と等温ドップラー係数へ及ぼす影響が調べられた。0から300Kの温度変化によるドップラー反応度は、MZBのような原型炉クラスの高速炉では、0.2%以上keffに影響する。更に構造材ドップラー効果は、SEFOR炉心で等温ドップラー効果に約8%寄与する可能性が存在する。 FCA炉心での鉄とステンレス・サンプルドップラー実験の解析を行ない、構造材物質の捕獲断面積の温度依存性を調べた。その結果、構造材に対する正確な核データ評価、特に1~200keV領域での鉄の共鳴に対する評価が要求されることが分った。

報告書

Effect of Difference Between Group Constants Processed by Codes TIMS and ETOX on Integral Quantities

高野 秀機; 松井 泰*; 石黒 幸雄

JAERI-M 7724, 78 Pages, 1978/06

JAERI-M-7724.pdf:3.43MB

$$^{2}$$$$^{3}$$$$^{5}$$U、$$^{2}$$$$^{3}$$$$^{8}$$U、$$^{2}$$$$^{3}$$$$^{9}$$Pu、$$^{2}$$$$^{4}$$$$^{0}$$Pu、$$^{2}$$$$^{4}$$$$^{1}$$Puの群定数を評価済み核データJENDL-1を用いて、プロセスコードTIMSでもって作成した。湿度と組成依存の自己遮蔽因子を異核種間の干渉効果を考慮した場合と考慮しない場合について計算した。ETOXコードで用いられている近似計算法の精度を評価するために、TIMSとETOXで作成した群定数を用いて積分量:増倍係数、ナトリウム・ポイド及びドップラー反応効果、を計算し、それらの結果を比較した。自己遮蔽因子間にはかなりの差が各エネルギー群で見られるが、ここで考慮された高速臨界集合体の計算においては、これら2つのセットで計算された積分量は互いによく一致している。この一致は偶然的な誤差の打ち消し合いのためである。

報告書

JAERI fast reactor group constants set, Version II

高野 秀機; 長谷川 明; 中川 正幸; 石黒 幸雄; 桂木 学

JAERI 1255, 200 Pages, 1978/03

JAERI-1255.pdf:12.07MB

原版JAERI-Fast setの大幅な改訂を、高速臨界集合体にするベンチマーク・テスト、最小自乗法による断面積修正法及び最近の核データ評価に基づいて行った。この改訂版セットの各称をJAERI-Fast set Version II(JFS-V-II)という。原版のセットに対して改訂した主要な点は以下のようである。(1)$$^{2}$$$$^{3}$$$$^{8}$$U、$$^{2}$$$$^{3}$$$$^{5}$$U、$$^{2}$$$$^{3}$$$$^{9}$$Puの断面積が最小自乗法を用いて1、4MeVから3、6KeVのエネルギー領域において修正された。(2)$$^{2}$$$$^{3}$$$$^{5}$$U、$$^{2}$$$$^{3}$$$$^{8}$$U、$$^{2}$$$$^{3}$$$$^{9}$$Pu、と$$^{2}$$$$^{4}$$$$^{1}$$Puの共鳴パラメータの評価を行い無限希釈断面積と自己遮蔽因子を計算した。共鳴領域のエネルギー上界が$$^{2}$$$$^{3}$$$$^{8}$$Uに対しては21、5KeVから100KeVに、$$^{2}$$$$^{3}$$$$^{9}$$Puに対しては10KeVから21、5KeVに拡張された。(3)$$^{2}$$$$^{3}$$$$^{8}$$U in及び分裂スペクトル、軽中重核の核データがベンチマーク、テストの結果に基づいて改訂された。

論文

Multi-level correction to Breit-Wigner single-level formula

高野 秀機; 石黒 幸雄

Journal of Nuclear Science and Technology, 14(9), p.627 - 639, 1977/09

 被引用回数:2

重い核の中性子断面積の公式をウィグナー・アイゼンバンドの理論に基づいて導出した。この導出した公式は、共鳴間の干渉効果を表す干渉パラメータ(u,v)を含んでいる以外ブライト・ウィグナーの一準位公式と全く同じである。従ってこの公式は現存の共鳴積分コードを少し改良するだけで炉計算に容易に適用できる。 ここで導出した公式を分離共鳴領域の$$^{2}$$$$^{3}$$$$^{5}$$Uと$$^{2}$$$$^{3}$$$$^{3}$$Uの分裂断面積及び$$^{2}$$$$^{3}$$$$^{8}$$Uの全断面積の解析に適用した。これらの核種のいくつかの共鳴準位に対して干渉パラメータ(u,v)が最小自乗法による実験データフィットにより計算され、この公式が実験データを良く表すことが示された。 非分離共鳴領域においては一準位共鳴パラメータ及び干渉パラメータが乱数抽出法を使用して発生させられる。これらのパラメータを使って計算された断面積のエネルギー変動は両者の間でかなりの差が見られ、1~2keVの領域で$$^{2}$$$$^{3}$$$$^{5}$$Uと$$^{2}$$$$^{3}$$$$^{9}$$Puの断面積のドップラー変動が調べられた。

報告書

JAERI-Fast Setによるドップラー効果の解析

高野 秀機; 松井 泰*

JAERI-M 7195, 83 Pages, 1977/07

JAERI-M-7195.pdf:2.06MB

JAERI-Fast Setの各改訂版V-1、V-1R、V-2、V-2Rにおける断面積の温度依存性を2つの異ったドップラー実験の解析から評価した。1つはSEFOR炉心での全炉心ドップラー実験、もう一つはFCA-V-1、V-2、VI-1、VI-2、ZPR-6-7、ZPR-3-47、ZPPR-2,3におけるNUO$$_{2}$$サンプルドップラー実験である。ドップラー効果の計算は1,2次元拡散摂動計算コードDOPP2Dを用いて行った。計算の結果JFS-V-2と2Rを用いた結果は実験値と大変良く一致した。これらのドップラー効果の解析をとおして、サンプルの共鳴非均質効果、ステンレス・スチールのバッファー効果及び板状非均質効果のドップラー効果への及ぼす影響が調べられた。そしてこれらの効果がドップラー効果に大変重要な影響を及ぼすことが分った。

報告書

The Group Constants for the KeV Capture of Structural Materials Cr,Fe and Ni

高野 秀機; 石黒 幸雄

JAERI-M 5714, 35 Pages, 1974/05

JAERI-M-5714.pdf:0.92MB

Cr、FeとNiの実効捕獲断面積が1~800KeVの範囲で計貸され、ABBN型の群定数がJAERI-Fast Setの70群構造で与えられる。幾つかの評価済み核データを用いてこれらの断面積の不確かさが調査される。このことは群定数及びS.SとFe試料のドップラー実験解析に対する比較から検討される。$$^{5}$$$$^{6}$$Feの1.15KeVの共鳴パラメータとこのエネルギー附近での滑らかな捕獲断面積に対する不確かさは大変大きく、ドップラー係数に大きな影響を与えることが示される。ドップラー解析において、ENDF/B-IIIデータを用いた結果は他の核データを用いた結果よりも良く、更に1~800KeVでENDF/B-IIIデータのFeの捕獲断面積を約15%大きくすると実験値を非常によく再現することが示される。

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