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論文

Generalized formulation of extended cross-section adjustment method based on minimum variance unbiased linear estimation

横山 賢治; 北田 孝典*

Journal of Nuclear Science and Technology, 56(1), p.87 - 104, 2019/01

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

線形推定に関する新しい仮定を導入して、拡張炉定数調整法の定式化を行った。なお、拡張炉定数調整法は、設計対象炉心の核特性の分散を最小化することが可能な炉定数調整法である。この定式化は最小分散不偏推定に基づいており、正規分布の仮定を用いていない。この定式化において、拡張炉定数調整法は、調整後の炉定数セットとして無数の解を持つことが分かった。この定式化では、このすべての解を表現できる一般的な式を提示しており、そのうちの解として、従来のベイズの定理に基づいて導出された拡張炉定数調整法と等価な解を含んでいることを示した。更に、この特殊な解では、設計対象炉心の核特性の分散だけでなく、核データの分散も最小化していることを示した。一方で、今回導入した線形推定の仮定はカルマンフィルターと整合しており、同様の方法で、拡張バイアス因子法,従来炉定数調整法,回帰炉定数調整法についても定式化できることを示した。

論文

Monte Carlo criticality analysis of random media under bounded fluctuation driven by normal noise

植木 太郎

Journal of Nuclear Science and Technology, 55(10), p.1180 - 1192, 2018/10

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

確率的に乱雑化された媒質のモンテカルロ法中性子輸送計算は、臨界性の揺らぎ評価に有効である。ところが、無限に広がる正規分布の裾野を、体積割合の上限と下限のような0%と100%の間に収めるために切り捨ててしまうと、正規性が失われてしまう。そこで、本研究においては、確率過程のKarhunen-Loeve展開による重ね合わせブラウン運動の近似と、確率解析におけるブラウン運動の反射軌道の等価性に基づき、空間的に一定の分散で有界の範囲に収まる正規分布駆動の乱雑化手法を開発した。ウラン燃料・コンクリート・ステンレス鋼への適用を通して、当該手法による効率的な臨界計算が可能であることを示した。

論文

炉定数調整法と拡張バイアス因子法の理論統合

横山 賢治

炉物理の研究(インターネット), (70), 12 Pages, 2018/04

2017年度の日本原子力学会論文賞の受賞記念寄稿として、受賞対象となった論文の内容を紹介する。研究の背景となった炉定数調整法と拡張バイアス因子法の関係から、新たに拡張炉定数調整法が開発された。拡張炉定数調整法が開発されたことによって、炉定数調整法と拡張バイアス因子法の関係は明らかになったが、拡張バイアス因子法と拡張炉定数調整法の導出では用いられている正規分布に関する仮定が異なるという課題が残った。この課題を解決したのが受賞対象となった論文の研究内容であり、この研究により、拡張炉定数調整法と拡張バイアス因子法の間には矛盾はなく、両者の理論統合に成功した。また、その後の研究成果として、炉定数調整法における正規分布の仮定の役割に関する議論から新たに開発された次元削減調整法の概要についても紹介する。

論文

Cross-section adjustment methods based on minimum variance unbiased estimation

横山 賢治; 山本 章夫*

Journal of Nuclear Science and Technology, 53(10), p.1622 - 1638, 2016/10

AA2015-0624.pdf:0.29MB

 被引用回数:6 パーセンタイル:17.38(Nuclear Science & Technology)

最小分散法に基づいて正規分布を仮定せずに、3種類の炉定数調整法の統一式を導出した。3つの調整法は、それぞれ、設計対象炉心核特性、調整後断面積セット、積分実験核特性の分散を最小にするものである。第1、第2の調整法は、それぞれ、ベイズの定理に基づき正規分布を仮定して導出された既存の拡張炉定数調整法、従来の炉定数調整法であることを導くとともに、異なる結果を与える場合も生じることが分かった。ただし、特定の条件や結果においては等価になる。第3の手法は新しい手法であり、他の手法との比較や統一式の対称性の観点から必要になる。本論文に示された導出手順は正規分布の仮定を必要としないことから、より高度な炉定数調整法の開発に応用できる可能性がある。

報告書

原子炉用黒鉛の静的強度の統計モデルと設計工学

荒井 長利

JAERI-M 92-009, 123 Pages, 1992/02

JAERI-M-92-009.pdf:4.06MB

黒鉛材料を構造材料として用いる場合、静的強度、特に引張り破壊強度、の統計的性質を構造物の強度設計において如何に考慮すべきかが問題となる。本研究はこの問題について3つの側面から総合的検討を行った。先ず、HTTR用黒鉛IG-110,PGXの強度データ標本を詳細に解析すると共に、他の文献データにより、多くの標本が正規分布で近似できること、その近似の精度は標本数が多い程高くなることを明らかにした。しかし、銘柄によっては標本の性格(試料採取位置や方向)が著しく異なる。また、従来研究の統計モデルや理論を評価し、ワイブルの脆性破壊理論は一般に実用できないこと、現状の実用的方法は標本毎の性質に応じて、正規統計により信頼限界値として設計最小強度の設定に参考することのみであることを示した。更に、より適切な統計的破壊理論を確立するための材料強度学及び設計工学分野での課題を考察した。

論文

Creep damage of Hastelloy XR at very high temperatures in simulated HTGR helium gas

中曽根 祐司*; 辻 宏和; 大場 敏夫*; 田辺 龍彦*; 八木 晃一*; 中島 甫

Creep: Characterization,Damage and Life Assessments, p.551 - 555, 1992/00

高温ガス炉高温部構造用ハステロイXR系合金を供試材料として、1次冷却材を模擬したヘリウムガス中で、1123~1273Kの4温度水準において、クリープ中断試験を行い、クリープひずみが5%までの初期クリープ損傷過程における微小粒界ボイドの統計的特性を調べた。ボイド寸法は対数正規分布、Aパラメータ(クリープ損傷の認められる結晶粒界の存在割合)はワイブル分布にそれぞれ従っていた。最大ボイド寸法及びAパラメータとクリープ中断ひずみの関係から、ボロン添加によって粒界ボイドの発生と成長が抑制されていることを確認するとともに、鍛造材の方が管財よりも同一クリープひずみへの到達時間は長いもののクリープ損傷は逆に大きくなっている等の知見を得た。これは、鍛造材の方が管材よりも結晶粒の変形が生じにくいことに起因していると考えられた。

論文

Assessment of heterogeneity and anisotropy of IG-110 graphite for nuclear components

荒井 長利; 佐藤 貞夫; 奥 達雄*; H.Schiffers*; W.Delle*

Journal of Nuclear Science and Technology, 28(8), p.713 - 720, 1991/08

高温工学試験研究炉の炉心黒鉛コンポーネント構造設計の関連研究として、IG-110黒鉛の実機サイズブロックから各種試験片を系統的に採取し、広範な物性測定試験を行い、ブロック内の非均質性と異方性を定量的に評価した。結果は次の通りである。(1)かさ密度の変動係数は0.5%と最小であった。(2)熱伝導率、平均熱膨張係数及び弾性係数の最大偏差は各平均値の$$pm$$10%以内であり、非均質性も著しくない。変動係数はいづれも5%程度である。(3)引張り強さと曲げ強さの変動巾は各平均値の$$pm$$20%に及ぶが、系統的ログ内変動はない。圧縮強さの変動は極めて小さい。129点の引張り強さデータは統計的に正規分布で表わされる。(4)全ての物性値の異方性因子は0.98~1.05である。これらの結果から、構造設計での熱及び応力解析においては、IG-110黒鉛を等方性均質材料としてモデル化できることが分った。

論文

Statistical fracture characteristics of an isotropic graphite for HTGR core components

荒井 長利; 西山 裕孝; 小西 隆志*

SMiRT 11 Transactions,Vol. G, p.313 - 318, 1991/08

HTTR用黒鉛構造物設計方針は、使用黒鉛材料の強度基準の設定において、従来の原子力用技術基準にはない信頼性工学的手法を採用している。その手法は、材料強度の統計的性質が正規分布に従うことを前提としている。本研究は、炉心構造物用等方性黒鉛IG-11の単軸引張り、圧縮強さ、2軸応力破壊強さ及び低サイクル疲労強度のデータを評価し、実験データに基づいて上記の設計法の妥当性を論証するものである。先ず、単軸強度については、従来データを集約した350点以上の総合判定として、強度分布は正規分布で近似することが最適又は唯一の解であることを明らかにした。2軸破壊強度においても、各組合わせ応力場の破壊データが、正規分布に従い変動することを明らかにした。疲労寿命においては、著しい変動を考慮した信頼限界寿命の設定が、現時点での効果的な方法としてPrice法を採用し、正規統計によって可能となった。

論文

Why do we need dose distribution models?

熊沢 蕃; 沼宮内 弼雄

Radiation Protection Dosimetry, 36(2-4), p.269 - 273, 1991/00

本論文は放射線防護の種々の局面における線量分布モデルの必要性を示したものである。対数正規及び正規分布を適用した、作業者の線量分布に関するGaleの研究(AERE-R4736、1965)以来、様々な線量分布モデルが出されている。その中でもICRP Pub1.26の採用により対数正規が最も普及している。しかし実際の線量分布は被曝を抑制するフィードバック機構の存在を示唆し、対数正規分布から外れることがある。このように線量分布モデルは線量限度の影響を反映したものである必要がある。本論文では、線量分布モデルの必要性、その分布モデルの簡単な歴史、1980年に著者らが提案した混成対数正規(HLN)という分布モデルのデータへのあてはめ法、混成目盛というスケール上における被曝管理状態の特徴、HLN分布を生ずる被曝管理過程、及びHLN分布の適用例を示した。

論文

Biaxial tensile strengths of isotropic and near-isotropic graphites

西山 裕孝; 荒井 長利

Int. Symp. on Carbon New Processing and New Applications; Extended Abstracts,Vol. l, p.202 - 205, 1990/11

HTTR黒鉛構造物の二軸引張応力下における破壊基準策定のため、IG-110、PGX黒鉛を用いて統計的に有意な数のデータを取得した。二軸引張試験は、薄肉円筒状試験片に主応力比が一定となるように内圧と軸荷重を加えることにより実試した。その結果以下のことが明らかとなった。(1)IG-110,PGX黒鉛の二軸引張破壊強度データは正規分布に従う。(2)両黒鉛とも引張-引張応力下の破壊基準としては修正最大ひずみエネルギー説が適切である。(3)黒鉛の粒径が小さくなるほど、修正最大ひずみエネルギー説に従うようになる。

論文

混成対数正規分布解析

熊沢 蕃

日本SASユーザー会論文集1987年, p.183 - 186, 1987/00

米国環境保護庁との研究協力の1つとして実施している職業被曝解析のため、昨年8月にSAS(Statistical Analysis System)ソフトウェアを原研に導入した。

論文

Retardation factor of radioactive strontium in a Japanese sanday soil layer

大貫 敏彦

Waste Management 87, Vol.3, p.213 - 217, 1987/00

砂層を用いたカラム実験において得られた濃度分布に、拡散輸送方程式を解いて得た分布をフィッティングすることから、放射性ストロンチウムの遅延係数を求めた。さらに、得られた遅延係数を統計的に検討して、遅延係数の信頼区間を算出した。その結果、遅延係数は正規分布すること、深さ方向について母集団が異なることが明らかとなった。信頼区間の推定値より、信頼度を高めようとする場合には小さな遅延係数値を、核種移動予測に用いる必要があることが示唆された。

論文

全米職業被曝の解析

熊沢 蕃

日本原子力学会誌, 26(11), p.942 - 948, 1984/00

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

米国環境保護庁の新連邦放射線防護指針の策定計画の一環として全米職業被曝の解析を担当する機会を得た。本稿はこのときの解析結果を紹介したものである。職業被曝の有する典型的な性質と、それをモデル化した混成対数正規分布による全米職業被曝の四半世紀にわたる被曝低減化の歴史的動向や産業分野による特色を示した。また全米職業被曝に占める原子力産業の位置付けと、被曝低減化の持つ役割も示した。なお、本解析の中心課題は1980年度の要約にあり、これには性別や年令別の解析も含む。また生涯線量の推定も新しい方法で行い、現実的な値を求めた。

論文

原研における年間全身被曝線量の分布則性の検定

熊沢 蕃; 伊藤 精; 西 健雄; 沼宮内 弼雄

保健物理, 16(2), p.141 - 144, 1981/00

原研における年間全身被曝線量の分布則性をK.Pearsonの$$chi$$$$^{2}$$検定および尤度比検定により検討したものである。危険率5%として次のことが知られた。 1.年間全身被曝線量分布の対数正規分布への適合度は、フィルムバッジ全使用者に対して否定される傾向が見られるのに対して、検出限界線量以上の被曝者に対しては否定されない傾向が見られた。 2.年間最大全身被曝線量分布の二重指数分布への適合度は否定されなかった。 3.年度別の年間全身被爆線量の最大値対平均値の比の分布の対数正規分布への適合度はフィルムバッジ全使用者にたいしては否定されなかったのに対して、検出限界線量以上の被曝者に対しては否定された。

論文

原研における年間全身被曝線量の統計解析

西 健雄; 熊沢 蕃; 伊藤 精; 沼宮内 弼雄

保健物理, 15(2), p.111 - 118, 1980/00

原研における被曝の特徴を明らかにするとともに将来の被曝を予測するため、年間全身被曝線量分布について各種被曝統計解析をおこない、下記の結論をえた。(1)年間全身被曝線量分布は、対数正規分布則にしたがう。(2)年度別の年間最大全身被曝線量分布は、二重指数分布則にしたがう。この結果より、年間3remおよび4remを超える年間最大被曝者の出現年度割合は、それぞれ20年間に1回程度および100年間に1回程度と推定される。(3)年度別に年間全身被曝線量の最大値を平均値で割った値の分布は、対数正規分布則にしたがう。(4)年度毎の年間最大全身被曝線量を大きさの順にならべると、線量の大きさは順位の指数関数として表わすことができ、11番目ごとにその線量は1/eに減少する。

報告書

点減衰核積分法によるクラウド・ガンマ線量に計算コード(PLUTO説明書)

平山 昭生*; 岸本 洋一郎; 成田 脩; 篠原 邦彦*; 田村 栄悦*

PNC-TN843 77-05, 25 Pages, 1977/06

PNC-TN843-77-05.pdf:0.51MB

このプログラムは,排気筒から放出された放射性希ガスによる照射線量,いわゆるクラウド・ガンマ線量を計算するために作成したものである。大気拡散は,正規型分布式により表わしており,照射線量の計算は点減衰核積分法によっている。このプログラムの特徴は次のとおりである。(I)鉛直方向の拡散について,逆転層反射を取扱うことができる。(II)照射線量は,地表面上の半無限空間内の任意の位置において計算可能である。(III)放出口近傍における線源近似,放出点より遠方における浸漬近似,無限平板線源近似等の近似計算が可能である。

論文

高温ガス炉用黒鉛の強度の統計的性質

奥 達雄; 衛藤 基邦; 藤崎 勝夫; 佐々木 泰一

炭素, (89), p.48 - 54, 1977/00

ギルソナイト系等方性黒鉛(IM2-24)と石油系微粒等方性黒鉛(7477PT)の引張強さと曲げ強さの統計的性質およびIM2-24黒鉛については強度の統計的性質に及ぼす照射効果も調べた。その結果、引張強さと曲げ強さのデータはワイブル分布と正規分布によってよく近似できた。照射黒鉛のワイブル統計におけるワイブルモジュラスmと規格化因子$$sigma$$$$_{0}$$は非照射黒鉛の値に比べて増加した。強度に及ぼす試料体積の効果はワイブル統計による予測ほど大きくなかった。引張強さに対する曲げ強さに対する比の実験値はワイブル統計にもとづく計算値より大きかった。しかし、ワイブルパラメータmと$$sigma$$$$_{0}$$におけるmの値のみを引張強さと曲げ強さで共通の値を用いる、指定ワイブル統計にもとづく結果は、7477PT黒鉛の場合実験値と比較的よく一致した。結論的には、最弱リンクモデルは黒鉛の破壊には厳密には適用できないと考えられる。

口頭

最小分散不偏推定に基づく炉定数調整法

横山 賢治; 山本 章夫*

no journal, , 

最小分散不偏推定法に基づいて正規分布を仮定せずに、炉定数調整法の理論式を新たに導出した。分散の最小化対象として、設計対象炉心核特性、炉定数セット、積分実験核特性を設定し、3種類の理論式を導出した。それぞれ、最小分散不偏推定に基づく拡張炉定数調整法(EA)、従来炉定数調整法(CA)、回帰炉定数調整法(RA)と呼ぶ。この導出方法は正規分布を仮定する必要がないので、誤差の分布に関して別の仮定を導入した新しい炉定数調整法の開発等への応用が期待できる。

口頭

次元削減炉定数調整法

横山 賢治; 山本 章夫*; 北田 孝典*

no journal, , 

次元削減の概念を導入して炉定数調整法を新たに定式化した。この新しい炉定数調整法は、次元削減に用いる部分空間の選択に任意性がある。ここでは、3種類の部分空間を考えて検討を行った。数式を使った検討により、一つはベイズの定理に基づく従来の炉定数調整法と等価に、もう一つは最小分散不偏推定に基づく炉定数調整法と等価になることが分かった。また、数値計算により同様の確認を行った。以上のことから、既存の炉定数調整法を包括する、より一般的な定式化を得ることができたと言える。

口頭

正規分布ノイズ下での有界空間変動による乱雑化モンテカルロ法臨界計算

植木 太郎

no journal, , 

乱雑化媒質のモンテカルロ法中性子輸送計算は、臨界性の揺らぎ評価に有効である。そこで、本発表では、体積割合の空間変動に重ね合わせブラウン運動を適用し、確率過程のKarhunen-Loeve展開により実行する確率的乱雑化モンテカルロ法臨界計算技法を報告する。

口頭

拡張炉定数調整法の定式の一般化

横山 賢治; 北田 孝典*

no journal, , 

次元の拡大を許すような係数行列を採用した最小分散不偏線形推定を用いて、従来・拡張炉定数調整法の定式化を行うと、それぞれ、ベイズの定理に基づく従来・拡張炉定数調整法の式と完全に等価になる。この結果は、これまでに行ってきた拡張バイアス因子法と炉定数調整法の理論統合の完成を意味するものである。本稿では、この定式化による結果に基づいて各手法の定義を簡潔な数式で整理し、これまでに得られた結果を総括した。

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