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報告書

Comparison of fission and capture cross sections of minor actinides

中川 庸雄; 岩本 修

JAERI-Data/Code 2002-025, 134 Pages, 2003/01

JAERI-Data-Code-2002-025.pdf:3.48MB

JENDL-3.3に与えられているマイナーアクチニドの核分裂断面積と捕獲断面積を他の評価済みデータ及び実験データと比較した。データを比較した核種は、Th-227,228,229,230,233,234,Pa-231,232,233,U-232,234,236,237,Np-236,237,238,Pu-236,237,238,242,244,Am-241,242,242m,243,Cm-242,243,244,245,246,247及び248の合計32核種である。本レポートでは、これらの核種の断面積図と、0.0253eVにおける断面積及び共鳴積分値の表を示す。

報告書

Comparison of $$^{235}$$U fission cross sections in JENDL-3.3 and ENDF/B-VI

河野 俊彦*; Carlson, A. D.*; 松延 廣幸*; 中川 庸雄; 柴田 恵一; Talou, P.*; Young, P. G.*; Chadwick, M. B.*

JAERI-Research 2001-058, 28 Pages, 2002/01

JAERI-Research-2001-058.pdf:1.71MB

JENDL-3.3とENDF/B-VIの$$^{235}$$U核分裂断面積の比較を、微分データと積分データの両方に対して行う。核分裂断面積と核分裂比のデータを、実験データと詳細に比較する。また、スペクトル平均断面積を計算し、実験値と比較する。用いたスペクトルは、$$^{235}$$U即発核分裂中性子スペクトル,$$^{252}$$Cf自発核分裂中性子スペクトル,$$^{9}$$Be(d,xn)反応中性子スペクトルである。$$^{235}$$U核分裂スペクトルによる平均断面積では、ENDF/B-VIの評価値が実験データを再現する。一方、$$^{252}$$Cf自発核分裂と$$^{9}$$Be(d,xn)反応の中性子スペクトルでは、JENDL-3.3の方がENDF/B-VIよりも良好な結果を与える。

論文

Measurements of neutron induced fission cross-section for $$^{242m}$$Am from 0.003eV to 10keV using lead slowing-down spectrometer, thermal neutron facility and time-of-flight method

甲斐 哲也; 小林 捷平*; 山本 修二*; Cho, H.*; 藤田 薫顕*; 木村 逸郎*; 大川 内靖*; 若林 利男*

Annals of Nuclear Energy, 28(8), p.723 - 739, 2001/05

 被引用回数:6 パーセンタイル:51.33

背中合わせ型核分裂計数管を用いて0.003eVから10keV領域における$$^{242m}$$Am核分裂断面積を測定した。これらの実験は、京都大学鉛減速スペクトロメータを用いた0.03eV~10keV領域、京都大学原子炉熱中性子照射施設における0.025eV、飛行時間分析法による0.003eV~35eV領域において行った。測定結果を評価済み核データファイルJENDL-3.2,ENDF/B-VI,JEF-2.5及び既存の比較して、評価済み核データの妥当性を議論した。

報告書

BFS-58-1-I1炉心の臨界実験解析結果

庄野 彰; 佐藤 若英*; 岩井 武彦*

JNC-TN9400 2000-096, 113 Pages, 2000/06

JNC-TN9400-2000-096.pdf:3.1MB

BFS-58-1-I1炉心に関する最新の実験解析結果を報告する。本炉心は、中央部から順にU無し燃料領域、MOX燃料領域、濃縮UO$$_{2}$$燃料領域が配置された特殊な構成を持つ。当初入手した実験情報のうち、物質配置を決定するラッパ管間隔を修正する必要が生じたので、解析を全面的にやり直した。JUPITER解析と同様に、高速炉用70群基本炉定数セットJFS-3-J3.2を用い、プレートストレッチモデルに基づくセル計算によって炉中心反応率比を求めたが、その解析精度が測定誤差では説明できないほど悪いことがわかった。そこで、プレートストレッチモデル適用性の良否を検討するために、ペレットの原子数密度を保存するセルモデルの効果を、連続エネルギーモンテカルロ計算コードMVPを用いて調べた。また、JFS-3-J3.2の適用性の良否を検討するために、高速炉より軟らかな中性子スペクトルで重み付けされたSRACライブラリを用いて一部の核反応断面積を置換した場合の効果を調べた。その結果、MOX燃料領域及び濃縮UO$$_{2}$$燃料領域とは異なり、典型的なNa冷却MOX燃料炉心に比べてきわめて軟らかい中性子スペクトルを示す炉心中心領域(U無し燃料領域)のセル計算では、プレートストレッチモデルが無視できない計算誤差を引き起こすこと、ならびに、JFS-3-J3.2をそのまま適用することは適切でないことがわかった。これらの考察を踏まえ、U無し燃料領域には原子数密度を保存するセルモデルを適用するとともに、JFS-3-J3.2の構造材核種の散乱断面積をSRACライブラリと置換して実効断面積を求めた。その結果、炉中心反応率比に関して測定誤差範囲内の解析精度が得られた。また、臨界性についても、輸送・メッシュ補正後の2次元RZモデル解析値はIPPE及びCEAの報告値と同等の値を得た。さらに、これらの解析情報を考慮した炉定数調整結果を検討した結果、JUPITER実験解析結果との整合性は良好であることを確認した。これらの知見は、解体核処分支援のための共同研究において今後実施するBFS-2臨界実験解析にも適用できる。

報告書

新手法に基づくNp-237の核分裂断面積及び核分裂中性子スペクトルの測定

馬場 護*

JNC-TJ9400 2000-007, 46 Pages, 2000/03

JNC-TJ9400-2000-007.pdf:2.16MB

原子炉における最も基本的なパラメーターの1つである核分裂断面積と核分裂スペクトルの総合的な検討を可能とするべく、核分裂スペクトルを絶対値で測定する手法を新しく整備・確立し,これによって237Npなどのアクチニド核の核分裂断面積値と核分裂スペクトルパラメータデータを得ることを目的として、実験的及び解析的研究を行った。この結果、中性子生成微分断面積のよく分かった標準核種の中性子生成収量と中性子フルエンス因子,サンプルサイズ効果をモンテカルロ法で計算してサンプルの違いを厳密に評価することによって,核分裂スペクトルの絶対値を決定できる実験手法を確立した。これを用いると、核分裂断面積と核分裂即発中性子数の積を評価することができ、核分裂スペクトルの絶対値と形状に対する実験データを分離して取得できる。本研究では、この手法を,237Np、232Th、233Uに適用して,これらの核種の核分裂中性子スペクトルのパラメータを取得し、従来不明であった絶対値と形状の問題を明らかにした。また、さらに、高速炉設計標準コードを用いた解析も実施し、核分裂中性子スペクトルパラメータの実効増倍係数に対する感度も求めた。

報告書

Maxwellian-averaged cross sections calculated from JENDL-3.2

中川 庸雄; 千葉 敏; 大崎 敏郎*; 井頭 政之*

JAERI-Research 2000-002, p.93 - 0, 2000/02

JAERI-Research-2000-002.pdf:4.41MB

天体核物理の分野での応用のために、評価済み核データライブラリーJENDL-3.2をもとに、中性子捕獲断面積、核分裂断面積、(n,p)反応断面積及び(n,$$alpha$$)反応断面積のマックスウェル平均値を計算した。計算を行った温度(kT)の範囲は、1keVから1MeVである。結果を表で表す。特に中性子捕獲断面積については、ほかの著者による推奨値や最近の測定値との比較をし、軽い核種で大きな差が見つかった。JENDL-3.2は最近の測定データと比較的良く一致しており、軽い核種の領域ではほかの推奨値よりも優れている。

論文

Mass yield distributions in proton-induced fission of $$^{248}$$Cm

Z.Qin*; 塚田 和明; 篠原 伸夫; Zhao, Y.*; 西中 一朗; 初川 雄一; 市川 進一; 畑 健太郎; 永目 諭一郎

Radiochimica Acta, 84(3), p.115 - 120, 1999/00

$$^{248}$$Cmの陽子誘起核分裂における質量収率を陽子エネルギー10.5-20.0MeVの範囲で測定した。典型的な非対称質量分布を示し、分布の形状には調べたエネルギー範囲内では顕著な違いは観測されなかった。広範なアクチノイド領域でのデータも含めて収率分布の中心値ならびに分布幅に関して系統的な考察を行った。

報告書

Super-Phenix Benchmark used for Comparison of PNC and CEA Calculation Methods,and of JENDL-3.2 and CARNAVAL IV Nuclear Data

Hunter

PNC-TN9410 98-015, 81 Pages, 1998/02

PNC-TN9410-98-015.pdf:3.14MB

本研究は、CEAから提供されたSuper-Phenixの起動試験炉心ベンチマークデータを動燃が解析した成果であり、動燃-CEA共同研究の一環として実施されたものである。動燃によるSuper-Phenixの解析結果を、CEAの解析結果及び実験測定値と比較したところ、CEAのC/E(解析/実験)値が系統的な径方向依存性を示すのに対して、動燃のC/E値はその30$$sim$$40%しかなく非常に小さいことが判明した。CEAが原因を検討した結果、両者のC/E値径方向依存性の違いの主たる要因は、使用した核データセット(JENDL-3.2CARNAVAL-IIII)にあると結論された。本検討の最終段階として、動燃はこの2種の核データセットの違い詳細に検討するために、感度解析を実施した。中性子束分布計算で用いた解析コードは2次元RZまたは3次元Hex-モデルのCITATIONとMOSESコードである。JENDL-3.2CARNAVAL-IIIIの違いに対する感度解析は、SAGEPコードを用いて行われた。ここでは、両者のエネルギー構造を統一するための縮約操作を施す必要があり、また、両者の核断面積の定義には幾つか食い違いがあることが分かった。感度解析の結果、JENDL-3.2とCARNAVAL-IIIIのC/E値径方向依存性の違いの原因は、少数の核種による寄与であることが判明した。両者の核データの比較結果は以下のとおりである。核分裂当たりの中性子発生数$$nu$$の違いは小さい($$<$$5%)。低エネルギーでの核分裂断面積差は大きい($$<$$30%、代表値$$<$$10%)。下方散乱断面積は相対差としては大きい違いがあるが、絶対値の差は自群散乱と比較すれば無視できる。自群散乱の相対差は75%程度まであり、一般には20%以下である。捕獲断面積の違いは非常に大きく、30$$sim$$200%まで見られた。

報告書

Consistent calculations of fast neutron induced fission, (n,2n) and (n,3n) cross-sections for 71 isotopes of Th, Pa, U, Np, Pu, Am, Cm, Bk and Cf

V.A.Konshin*

JAERI-Research 95-010, 110 Pages, 1995/02

JAERI-Research-95-010.pdf:2.19MB

Hauser-Feshbach統計模型に基づくSTAPREコードを用いて、$$^{227~234}$$Th、$$^{229~233}$$Pa、$$^{230~240}$$U、$$^{235~239}$$Np、$$^{236~247}$$Pu、$$^{239~245}$$Am、$$^{238~251}$$Cm、$$^{245~249}$$Bk及び$$^{249}$$~$$^{252}$$Cfの核分裂断面積、(n,2n)及び(n,3n)反応断面積の計算を統一的に行った。前平衡励起子モデルの主なパラメータは、$$^{238}$$Uの非弾性散乱中性子スペクトルの実験データで検証された。レベル密度には、殻効果、超流動効果及び集団運動効果を考慮した。中性子透過係数は、チャンネル結合理論に基づくECISコードで計算した。上記核種のうち核分裂断面積と(n,2n)反応断面積の実験データがあるものはそれを計算モデルの検証に使用した。

論文

R-matrix analysis of $$^{239}$$Pu neutron transmissions and fission cross sections in energy range from 1.0 keV to 2.5 keV

H.Derrien*

Journal of Nuclear Science and Technology, 30(9), p.845 - 862, 1993/09

 被引用回数:11 パーセンタイル:25.71(Nuclear Science & Technology)

オークリッジ国立研究所の線型加速器(ORELA)で測定されたHarvey等の高分解能中性子透過実験値およびWestonとToddの高分解能の核分裂断面積実験値を、Rマトリックス理論のReich-Moore近似を用いたベイズ法コードSAMMYを用いて1keVから2.5keVにわたって解析した。また、WestonとToddの実験データに対する最近の再規格化を取り入れるために、以前に解析した熱中性子エネルギーから1keVの結果を修正した。熱中性子エネルギーから2.5keVの共鳴の統計的性質を調べ、平均共鳴パラメータを改良した。今回の共鳴パラメータは、ENDF-6フォーマットでファイル化されており、日本原子力研究所核データセンターとNEAデータバンク(OECD)から入手できる。

論文

Proton induced fission of $$^{238}$$U at extreme sub-barrier energies

J.C.Gehring*; B.B.Back*; R.R.Betts*; Fernandez, P. B.*; D.J.Henderson*; 永目 諭一郎

Physical Review C, 44(1), p.R1 - R4, 1991/07

 被引用回数:3 パーセンタイル:79.19(Physics, Nuclear)

$$^{238}$$Uの陽子誘起核分裂断面積を運動学的同時測定法を用いて、入射陽子エネルギー3.0MeVから4.45MeVの範囲で求めた。陽子エネルギー2.5MeVでは断面積の上限値が得られた。最近同じ反応系で得られたデータとは対照的に、クーロン障壁以下のエネルギー領域での断面積異常増加は見られなかった。

報告書

Evaluation of Neutron Nuclear Data for $$^{2}$$$$^{4}$$$$^{9}$$Bk and $$^{2}$$$$^{4}$$$$^{9}$$Cf

菊池 康之; 中川 庸雄

JAERI-M 85-138, 89 Pages, 1985/09

JAERI-M-85-138.pdf:3.12MB

$$^{2}$$$$^{4}$$$$^{9}$$Bkと$$^{2}$$$$^{4}$$$$^{9}$$Cfの中性子核データの評価を行った。評価した物理量は、全断面積、弾性および非弾性散乱断面積、核分裂断面積、捕獲断面積、(n,2n),(n,3n)および(n,4n)反応断面積、分離および非分離共鳴パラメータ、放出中性子の角度分布とエネルギー分布、そして核分裂当りの平均放出中性子数である。核分裂断面積は主に実験データに基づいて評価された。その他の断面積は、測定データが乏しいので、光学模型や統計模型を用いて計算された。

報告書

$$^{2}$$$$^{4}$$$$^{1}$$Amの中性子核データの評価

中川 庸雄; 更田 豊治郎; 五十嵐 信一

JAERI-M 6636, 36 Pages, 1976/06

JAERI-M-6636.pdf:1.34MB

$$^{2}$$$$^{4}$$$$^{1}$$Amの中性子核データについて評価値を求めた。まず0.0253eVでの捕獲断面積と核分裂断面積および共鳴パラメータについて採用値を決定し、次に1KeV以上について以前に行った評価を考慮に入れ、熱中性子から15MeVまでの全エネルギー領域について最適値を求めた。詳細結果はENDF/Bフォーマットで日本の評価ずみ核データライブラリー第1版JENDL-1のデータとして格納された。その内容は、全断面積、弾性散乱断面積、捕獲断面積、核分裂断面積、(n,3n)断面積、弾性散乱中性子の角度分布データ、非弾性散乱中性子の角度分布データ、核分裂当りの放出中性子数の平均値U、弾性散乱に対する散乱角の余弦の過重平均圧、放出中性子のスペクトルなどである。

報告書

$$^{2}$$$$^{4}$$$$^{1}$$Amの核データの評価

五十嵐 信一

JAERI-M 6221, 26 Pages, 1975/08

JAERI-M-6221.pdf:0.85MB

Am-241の1KeVから15MeVまでの核反応断面積の評価を行い評価データを得た。Am-241の測定データは極めて少く、核分裂断面積を除いては全くと言って良い程、測定値がない。今回の評価においては、核分裂断面積の測定値を再現する半経験式を求め、それにより評価値を求め、他の反応断面積はすべて理論的推定により求めた。この仕事は動燃事業団との契約により行った。

口頭

マイナーアクチノイドの中性子誘起核分裂および中性子捕獲断面積の同時測定法の開発

田村 信行; 西尾 勝久; 廣瀬 健太郎; 西中 一朗; 牧井 宏之; 木村 敦; 太田 周也*; Andreyev, A.; Vermeulen, M.*; Girespire, S.*; et al.

no journal, , 

原子炉の運転に伴って長寿命のマイナーアクチノイド(MA)が生成する。このMAを分離・核変換することで将来にわたる環境への放射線影響を低減することが重要となっている。このための核変換炉を構築するため、MAの中性子入射断面積を高精度で測定する必要がある。本研究では、中性子誘起核分裂および中性子捕獲断面積を同時に測定する方法を開発し、これを用いて$$^{241}$$Amのデータを取得した。中性子飛行時間分析法を用いた本実験は、J-PARC/MLFのBL04コースで行った。核分裂事象を決定するため、即発中性子を有機液体シンチレータで検出した。この検出器を用いて捕獲反応で放出される$$gamma$$線も検出した。$$gamma$$線と中性子は、波形弁別法によって区別した。測定で得られた低エネルギー側の3つの共鳴のうち、捕獲断面積は従来の測定によく一致したものの、第2共鳴の核分裂断面積は従来より高い値を得た。核分裂および捕獲断面積を同時に測定する手法を見出したのは本研究が初めてであり、核データの高精度化につながる成果である。

口頭

Improvement of a high-energy fission model for spallation reactions

岩元 大樹; 明午 伸一郎

no journal, , 

加速器駆動システムを含めた核破砕中性子源施設の研究開発において、核破砕反応から生成される核分裂片の収量を高い精度で予測することが求められている。なかでも、キセノン, ヨウ素, クリプトン等の揮発性核種の収量予測は気体廃棄物処理を適切かつ安全に進めていくうえで重要である。本研究では、核分裂片収量の予測精度向上を目的として、モンテカルロ粒子・重イオン輸送計算コードPHITSに含まれる一般化蒸発モデル(GEM)の核分裂確率の記述を修正した。核分裂確率はProkofievによる陽子入射核分裂断面積の現象論的系統式と核内カスケードモデル(INCL4.6)から推測して求めた。実験値との比較の結果、修正したモデルは、陽子, 中性子及び重陽子入射の核分裂断面積を、閾エネルギーからGeV領域までの幅広い入射エネルギーで、かつ広範囲の標的核種に対して、従来モデルよりも高精度に予測できることを明らかにした。本発表では、モンテカルロ粒子輸送計算コードMCNP6に組み込まれている他の核破砕反応モデルとの比較結果についても報告する。

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