Implementation of a low-activation Au-In-Cd decoupler into the J-PARC 1 MW short pulsed spallation neutron source

勅使河原 誠; 池田 裕二郎; 大井 元貴; 原田 正英; 高田 弘; 柿白 賢紀*; 野口 学*; 島田 翼*; 清板 恭一*; 村島 大亮*; et al.

Nuclear Materials and Energy (Internet), 14, p.14 - 21, 2018/01

https://doi.org/10.1016/j.nme.2018.02.001

J-PARCの1MWパルス中性子源では、中性子パルスの成形に用いるデカップラとして、異なる共鳴吸収材から構成し、1eVと高い中性子吸収エネルギーを有するAg-In-Cd合金を開発した。このデカップラによりパルス成形された中性子は、粉末解析の実験装置において最高分解能を更新したが、中性子照射によって生成される長半減期の108mAgの放射能が高いため使用済み機器の取扱においては短所であった。そこで、放射能を大幅に減らす代替材としてAuを使用したAu-In-Cd材の開発を行ってきた。しかしながら、実機のモデレータ・反射体に実用化する上で、大型のAu-In-Cd板と構造材のA5083材とをHIP接合し十分な接合強度を得ることが課題であった。本研究では、Au-In-Cd材の表面状態、大型化した熱容量の変化による接合部界面温度に関わる検討を行い、実規模大のHIP接合において、最適接合条件を見つけることができた。この結果、反射体へのAu-In-Cd材の実用化に成功し、中性子性能を損なわず、大幅な放射能低減の見通しを得た。

ROSA/LSTF tests and RELAP5 posttest analyses for PWR safety system using steam generator secondary-side depressurization against effects of release of nitrogen gas dissolved in accumulator water

竹田 武司; 大貫 晃*; 金森 大輔*; 大津 巌

Science and Technology of Nuclear Installations, 2016, p.7481793_1 - 7481793_15, 2016/00

AA2016-0048.pdf:5.15MB

https://doi.org/10.1155/2016/7481793

Two tests related to a new safety system for PWR were performed with ROSA/LSTF. The tests simulated cold leg small-break loss-of-coolant accidents with 2-inch diameter break using an early steam generator (SG) secondary-side depressurization with or without release of nitrogen gas dissolved in accumulator (ACC) water. The pressure difference between the primary and SG secondary sides after the actuation of ACC system was larger in the test with the dissolved gas release than in the test without the dissolved gas release. No core uncovery and heatup took place because of the ACC coolant injection and two-phase natural circulation. The RELAP5 code predicted most of the overall trends of the major thermal-hydraulic responses after adjusting a break discharge coefficient for two-phase discharge flow under the assumption of releasing all the dissolved gas at the vessel upper plenum.

第3回「最近の外部被ばく線量測定・評価に関するワークショップ」報文集; 2002年11月28-29日,日本原子力研究所東海研究所,東海村

吉澤 道夫; 遠藤 章

JAERI-Conf 2003-002, 166 Pages, 2003/03

JAERI-Conf-2003-002.pdf:9.79MB

本報文集は、2002年11月28-29日に日本原子力研究所東海研究所において開催された、第3回「最近の外部被ばく線量測定・評価に関するワークショップ」において報告された16件の講演の報文及び総合討論要旨を収録したものである。第3回目のワークショップは、「原研中性子標準校正施設の完成を契機に」を副題とし、原研が進めている加速器を用いた単色中性子校正場をはじめとした中性子線量計の校正技術,高エネルギー中性子に対する線量評価等、中性子に対する線量計測・評価に焦点をあて講演及び討論が行われた。本ワークショップにより、加速器中性子校正場及び高エネルギー中性子の線量評価に関する今後の研究開発課題を明確化するとともに、この分野の研究者間の情報交換によって研究の効率化を図ることができた。

高エネルギー陽子加速器施設の遮へい設計計算のための線量換算係数

坂本 幸夫; 山口 恭弘

JAERI-Tech 2001-042, 29 Pages, 2001/06

JAERI-Tech-2001-042.pdf:1.79MB

国際放射線防護委員会(ICRP)1990年勧告(ICRP Publication 60)の放射線障害防止法等の国内制度への取り入れにより、遮へい壁等の設計の際に評価すべき量が、従来の1センチメートル線量当量から実効線量に変更された。加速器施設の遮へい計算に用いる線量換算係数として、20MeV以下の中性子に対してICRP Publication 74に基づく前方(AP)照射条件の値が放射線障害防止法等の告示別表に示されているが、20MeV以上の中性子に対する値は示されていない。そこで、20MeV以上の中性子に対する線量換算係数の現状を調査するとともに、陽子加速器施設の遮へい体後方の典型的な中性子スペクトルを用いて線量率を試算し、幾つかの線量換算係数を用いた場合の実効線量率等を調べた。この検討結果を基に、陽子加速器施設の遮へい設計計算用の線量換算係数として、20MeV以上の中性子に対してはHEREMESコードシステムによるAP照射条件での実効線量への換算係数を推奨し、熱エネルギーから2GeVまでの中性子77群構造の線量換算係数を作成した。

IRACM: イオン及び中性子による生成放射能計算コードシステム

田中 進; 福田 光宏; 西村 浩一; 渡辺 博正; 山野 直樹*

JAERI-Data/Code 97-019, 91 Pages, 1997/05

JAERI-Data-Code-97-019.pdf:2.58MB

加速器施設では、加速イオン及び二次中性子により加速構成機器及び試料中に放射能が生成されることから、放射線被曝、放射性同位元素及び放射性廃棄物の低減のために、これらの生成放射能の評価が重要である。このため、加速器施設の放射線場で生成される核種、放射能を計算するコードシステムIRACMを開発した。本コードシステムは入射粒子として、中性子、陽子、重陽子、、C、N、O、Ne、Arを考慮した任意の1次元多重層体系における核種の生成・消滅計算が可能である。本システムは、計算プログラム、及び放射化断面積、崩壊・ガンマ線データライブラリで構成されており、FACOM-M780大型計算機及びDECワークステーションで実行可能である。

Development of the code system ACCEL for accelerator based transmutation research

西田 雄彦; 佐々 敏信; 高田 弘; 滝塚 貴和

Proc. of 2nd Int. Conf. on Accelerator-Driven Transmutation Technologies and Applications, 1, p.668 - 674, 1996/00

オメガ計画に従って加速器消滅処理システムの概念検討を進めているが、その性能予測用計算コードシステムACCLの開発及び高度化を行った。数GeV~20MeV領域のハドロン核反応・輸送過程を扱うカスケードコード(NMTC/JAERI)では、核内での核子の反射屈折効果の採用、核子-核子散乱断面積の更新、核子-原子核散乱断面積の採用全断面積の評価済データによる差し替え及び核分裂パラメータの調整等を行い加速器消滅処理システムの重要因子である核破砕中性子源の強度及び分布の予測精度を向上させた。20MeV以下では、これまでの中性子輸送コードTWOTRAN2(Sn)及びMORSE(モンテカルロ)を、高度化されたTWODANT及びMCNP4Aでさしかえ、消滅炉心の計算時間の大巾な短縮を達成した。また従来の核データライブラリENDF-B4ではなく、最新のJENDL3.2に対応する73群定数ファイルを作成し計算精度を向上させた。

加速器による消滅処理

西田 雄彦

第26回炉物理夏期セミナーテキスト; 消滅処理研究, 0, p.47 - 66, 1994/00

近年、二十一世紀の原子力利用の基盤を確実なものにする先端技術の一つとして、「核廃棄物の消滅処理」に対する内外の原子力研究者の関心は高まりつつある。我国においては、既にオメガ計画のもとに原子炉及び加速器を用いた消滅処理の研究が並行して進められている。このセミナーでは、炉物理の研究者を対象として、現在進められている加速器利用のマイナアクチナイド及び長寿命核分裂生成物消滅処理システム(高速炉型、熱中性子炉型)の概念検討、大強度加速器の開発、核破砕実験及びカスケードコードの開発について概要を述べる。

Cathare analysis of natural circulation under normal and degraded secondary cooling conditions in LSTF RUNs ST-NC-06 and ST-NC-07

F.Serre*; 与能本 泰介; 久木田 豊; 田坂 完二*

EUROTHERM Seminar,No. 16; Natural Circulation in Industrial Applications, p.103 - 110, 1990/10

PWRの自然循環時には、複数の蒸気細管の間で非一様な熱水力挙動が生じる事がこれまでのいくつかの大型模擬装置における実験結果より分かっている。LSTF実験ST-NC-06及びST-NC-07において1次側と2次側の冷却材量を変えて、この現象について実験的な検討を行なった。実験では、大部分の細管内で入口プレナムから出口プレナムに流れが生じている時に、いくつかの細管内では、逆流又は、振動が生じる事が示された。実験結果を用いたCATHARE-1コードの評価作業の結果より本コードが異なる冷却材量における自然循環による炉心冷却挙動を全体的に良く再現する事、及び循環流量を精度良く予測するには、複数の細管をモデル化する事が必要である事が示された。

Vectorization of MHD Equilibrium and Stability Codes

根本 俊行; 常松 俊秀

JAERI-M 87-062, 36 Pages, 1987/04

JAERI-M-87-062.pdf:0.79MB

MHD平衡コード(SELENE)および安定性解析コード(ERATO-J)は、トカマクプラズマにおける理想MHDベ-タ限界の解析に良く使用されており、実験デ-タの解析及び次期核融合実験装置の設計においては、大量の計算がされるため、コードの高速化が必要とされている。このレポ-トでは、これらのコードの基礎方程式、数値解法及びベクトル化の手法について述べる。このコードのベクトル化版は、富士通VP-100において、オリジナル版の3~4倍の計算時間の高速化を達成した。

強制循環式蒸気発生器の動特性解析コード:HT4

岡本 政治; 田所 啓弘

JAERI-M 82-106, 55 Pages, 1982/08

JAERI-M-82-106.pdf:1.07MB

本コードは、大型構造機器実証試験装置(HENDEL)の高温機器実証試験郡(T4)の動特性解析を目的に作成したものであるが、本報はその第一段階として、伝熱流動解析モデルとして比較的難解な蒸気発生器について、その解析モデル化及び数値解析手法(非線形連立方程式のニュートン法による解法)について報告するものである。