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論文

Numerical analysis for FP speciation in VERDON-2 experiment; Chemical re-vaporization of iodine in air ingress condition

塩津 弘之; 伊藤 裕人*; 杉山 智之; 丸山 結

Annals of Nuclear Energy, 163, p.108587_1 - 108587_9, 2021/12

 被引用回数:0 パーセンタイル:0.01(Nuclear Science & Technology)

In the late phase of severe accident in light water reactor nuclear power station, re-mobilization of fission products (FPs) has a significant impact on the source term because most portion of FPs is retained in reactor coolant system and/or containment vessel. Recently, VERDON-2 experiment showed noticeable re-vaporization, which was one of the re-mobilization phenomena, of iodine under air ingress condition, but this mechanism has not been identified yet. The present study numerically investigated the FPs behaviors in VERDON-2 experiment with the mechanistic FPs transport analysis code incorporating thermodynamic chemical equilibrium model in order to further understand nature for FPs behavior, especially iodine re-vaporization under air ingress condition. Consequently, this analysis reproduced the deposition profile of cesium, one of important FPs in the source term, along the thermal gradient tube (TGT) in the experiment, which revealed that cesium was transported as CsOH in early phase of FP release from fuel, and then formed Cs$$_{2}$$MoO$$_{4}$$ and Cs$$_{2}$$Te after the release of molybdenum and tellurium was activated. Regarding iodine as another important FP, formation of CsI was predicted in steam condition. The CsI was transported and partly deposited and condensed onto the TGTs and other components of the VERDON facility. Under the air ingress condition, the present analysis showed the agreement for iodine re-vaporization in the experiment and revealed its mechanism; the deposits of iodide were chemical re-vaporized as molecular iodine (I$$_{2}$$) gas by redox reaction with competitive elements such as molybdenum, chromium and tellurium.

論文

Thermodynamic equilibrium constants for important isosaccharinate reactions; A Review

Rai, D.*; 北村 暁

Journal of Chemical Thermodynamics, 114, p.135 - 143, 2017/11

 被引用回数:4 パーセンタイル:14.51(Thermodynamics)

イソサッカリン酸はセルロースの分解生成物であり、低レベル放射性廃棄物処分場で発生する。このイソサッカリン酸は、処分場に存在するアクチニド元素など多くの元素と強い錯体を作ることが知られている。われわれは、イソサッカリン酸の解離およびラクトン化定数や、Ca, Fe(III), Th, U(IV), U(VI), Np(IV), Pu(IV)およびAm(III)との錯生成定数をレビューした。また、イソサッカリン酸共存下における地層処分場でのアクチニド元素の移行挙動を予測するための錯生成定数について総括し、利用可能なデータが不十分な場合の熱力学データの信頼性を確保するための追加の研究について概説した。

論文

Prediction of chemical effects of Mo and B on the Cs chemisorption onto stainless steel

Di Lemma, F. G.; 山下 真一郎; 三輪 周平; 中島 邦久; 逢坂 正彦

Energy Procedia, 127, p.29 - 34, 2017/09

 被引用回数:2 パーセンタイル:69.68

シビアアクシデント時における炉内のステンレス鋼へのセシウム(Cs)化学吸着挙動に関して、Csと化合物を形成すると考えられるモリブデン(Mo)及びホウ素(B)の影響を評価した。化学平衡計算を用いてCs化学吸着により生成される化合物の安定性を評価し、Mo及びBの影響を予測した。Moが存在する場合、一部はCs$$_{2}$$MoO$$_{4}$$として吸着する可能性が示された。一方、Cs化学吸着に与えるBの影響は小さいことが示された。以上の予測結果より、今後の研究においてMoの影響に対する考慮が必要であることがわかった。

論文

Equilibrium and non-equilibrium charge-state distributions of 2.0 MeV/u carbon ions passing through carbon foils

今井 誠*; 左高 正雄*; 松田 誠; 岡安 悟; 川面 澄*; 高廣 克己*; 小牧 研一郎*; 柴田 裕実*; 西尾 勝久

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 354, p.172 - 176, 2015/07

 被引用回数:12 パーセンタイル:73.32(Instruments & Instrumentation)

炭素薄膜通過後の2.0MeV/uの炭素イオンについて平衡状態および非平衡状態の両方の電荷分布を実験的に調べた。測定された電荷状態分布は、10$$mu$$g/cm$$^{2}$$の標的厚さで平衡に達し、これは98$$mu$$g/cm$$^{2}$$の最大標的厚さまで変化しなかった。平衡電荷分布、平衡平均電荷、および平衡分布の幅と傾きを、ETACHAコードを含むシミュレーション結果だけでなく、既存の半経験式を用いた予測と比較した。C$$^{2+}$$, C$$^{3+}$$, C$$^{4+}$$入射イオンの電荷分布, 平均電荷状態および分布幅は、平衡前の領域で5.7$$mu$$g/cm$$^{2}$$の標的厚さで準平衡値に合流し、そして同じ速度での硫黄イオンで既に示されているように、C$$^{5+}$$およびC$$^{6+}$$イオンを含む全ての初期荷電状態についての真の平衡値に到達している。ETACHAと単一電子移動のみを考慮したレート方程式の2種類のシミュレーションを使用することで、測定された電荷状態の変化を定性的に再現した。準平衡な挙動はETACHAコードで再現できるが、初歩的なレート方程式では再現できない。

報告書

FP化合物平衡蒸気圧測定技術の開発

高井 俊秀; 中島 邦久; 古川 智弘

JAEA-Technology 2015-002, 20 Pages, 2015/03

JAEA-Technology-2015-002.pdf:3.46MB

ソースターム評価手法の高度化を目指し、核分裂生成物等に係る基礎熱力学データを拡充するため、模擬FP化合物の平衡蒸気圧測定技術の開発を試みた。測定技術の開発にあたって、既存の高温質量分析計について、高質量数の模擬FP蒸気種の測定と、試料充填・取出し時の変質防止の観点から改造を行い、模擬FP化合物の平衡蒸気圧測定を可能とした。標準試料(銀)を用いた機能確認、模擬FP試料(ルテニウム系試料)を使用した性能確認を実施した。模擬FP試料を使用した試験結果を基に、固相の酸化ルテニウム(IV)の酸素の解離圧と標準生成エンタルピーを評価した結果、文献値と一致することを確認した。これにより、今回整備した試験装置を用いて、高精度の熱力学データの取得が可能であることを確認できた。

論文

Investigations of relativistic laser plasma from micron-sized Ar clusters

福田 祐仁; 山川 考一

Progress in Ultrafast Intense Laser Science II, p.231 - 251, 2007/00

高強度レーザーとクラスターとの相互作用機構を明らかにするために、レーザー照射によって生成した高温高密度クラスタープラズマからの超高分解X線スペクトル、及び、イオンのエネルギー分布の同時測定を世界で初めて行った。得られたX線スペクトルをもとに、時間依存のプラズマキネティクスモデルを用いてX線発生機構とそのタイムスケールについて考察を行った。さらに、Si結晶によるX線回折実験を行い、発生したX線が応用研究に十分適用可能な強度を有していることを明らかにした。

報告書

Program POD-P; A Computer code to calculate cross sections for neutron-induced preequilibrium nuclear reactions

国枝 賢; 市原 晃

JAERI-Data/Code 2005-005, 33 Pages, 2005/09

JAERI-Data-Code-2005-005.pdf:1.5MB

中性子誘起による前平衡核反応で放出される粒子の、エネルギー及び角度分布断面積を計算するためのコードPOD-Pを開発した。エネルギー微分断面積は古典的な一成分型の励起子模型により計算される。複合粒子放出に対しては半経験的な励起子模型も用いる。また二重微分断面積は励起子模型と角度分布経験式を併用して導出される。計算方法及び入力データの説明を行い、入出力例を示した。

論文

2.トカマクにおける電流分布の多様性; 2.2 電流ホール配位の形成機構と閉じ込め特性

滝塚 知典

プラズマ・核融合学会誌, 79(11), p.1123 - 1129, 2003/11

トカマクプラズマにおける電流ホールの形成機構を解説する。JT-60Uの実験結果を示す。内部輸送障壁(ITB)が作り出すブートストラップ電流が重要な役割を果たす。電流ホール内の電流密度はほぼ0に保たれる。電流ホールを持つトカマクプラズマの平衡の新概念を紹介する。軸対称三磁気島(ATMI)平衡と呼ばれる配位は3個の磁気島(中心磁気島には負電流、両側の2磁気島には正電流が流れる)がR方向に並ぶ。ATMI領域内の電流値が小さい時、この平衡は安定に維持される。箱型ITBを持つ電流ホール配位における閉じ込め特性について述べる。 ITB内側のコアポロイダルベータに関して導出された比例則は平衡限界を示唆している。コア閉じ込めエネルギーが加熱パワーに依存はしていないが、 ITB領域で評価された熱拡散係数は新古典拡散係数に適度な相関がある。

論文

The Resonance Raman effect of uranyl formate in dimethyl sulfoxide

曽我 猛

Spectrochimica Acta, Part A, 59(11), p.2497 - 2510, 2003/09

ヂメチルスホオキシド((CH$$_{3}$$)$$_{2}$$SO)溶液中のギ酸ウラニル((UO$$_{2}$$(HCOO)$$_{2}$$)の共鳴ラマン散乱スペクトルを、ウラニルの電子励起準位($$^{1}$$$$Phi$$$$_{g}$$)に共鳴させて測定した。831cm$$^{-1}$$に観測されたウラニルの全対称伸縮振動の相対強度を10本の励起光の波長(530$$sim$$450nm)に対してプロットしてその共鳴ラマンプロファイルを得た。 観測されたラマンプロファイルは電子吸収スペクトルに見られる振電子構造を持つが、これと一致していない。この共鳴ラマンプロファイルをノン-コンドンモデルで電子スペクトルの変換理論を用いて解析し、励起状態($$^{1}$$$$Phi$$$$_{g}$$)でのウラニルの全対称伸縮振動数を得た。これから、電子励起($$^{1}$$$$Sigma$$$$^{+}$$$$_{g}$$$$rightarrow$$$$^{1}$$$$Phi$$$$_{g}$$)によるウラニルの結合距離の変化及び配位子からウラン原子に移動した電子数の知見を得た。その結果、配位子からウラニルに移行してくる電子数は、励起によるウラニルの結合距離の変化と比例関係にあった。共鳴ラマン効果の大きさは一般に種々の要素に依存するが、((CH$$_{3}$$)$$_{2}$$SO)-(UO$$_{2}$$L$$_{2}$$)(L=Cl,CH$$_{3}$$COO,NO$$_{3}$$ or HCOO)溶液系では、おもに共鳴準位への励起によるウラニル結合の原子間距離の変化に依存した。

論文

Thick target benchmark test for the code used in the design of high intensity proton accelerator project

明午 伸一郎; 原田 正英; 高田 弘

Proceedings of ICANS-XVI, Volume 3, p.1059 - 1067, 2003/07

J-PARC施設の中性子工学設計において、NMTC/JAM, MCNPX及びMARSコード使用される。これらのコードの適用性を確認するために、厚いターゲットに陽子を入射する場合に生成する中性子スペクトルの実験との比較を行った。低い入射エネルギーの場合として、256MeV陽子の実験と比較を行った結果、NMTC/JAM及びMCNPXは実験と2倍以内で良い一致を示すことがわかった。MARSは軽い核種のターゲットに対して良い一致を示すものの、ウランターゲットでスペクトル形状が異なることがわかった。さらに、高い入射エネルギーの場合としてKEKで行われた0.5及び1.5GeV陽子の結果と比較した。わずかな違いはあるものの、NMTC/JAM, MCNPX及びMARSは実験と2倍以内で良い一致を示すことがわかった。

論文

Studies of MHD behaviour in JT-60U

小関 隆久; JT-60チーム

Plasma Physics and Controlled Fusion, 45(5), p.645 - 655, 2003/05

 被引用回数:23 パーセンタイル:59.6(Physics, Fluids & Plasmas)

先進トカマクプラズマは、高$$beta$$による大きなブートストラップ電流と矛盾しない凹状電流分布及び良い閉じ込め特性を有している。凹状電流分布の極端な場合において、プラズマ中心付近の電流が殆どない電流ホールが、JT-60で初めて観測された。電流ホールは、数秒間のブートストラップ電流の安定な維持により形成された。電流ホール領域では、密度,温度などの勾配がなく、大域的MHDモードも観測されていない。本論文では、電流ホールにおける、MHD平衡,安定性,高エネルギー粒子挙動などの物理機構について述べ、定常核融合炉への展望を議論する。

報告書

Nuclear data evaluation for $$^{237}$$Np, $$^{241}$$Am, $$^{242g}$$Am and $$^{242m}$$Am irradiated by neutrons and protons at energies up to 250 MeV

Konobeyev, A. Y.; 深堀 智生; 岩本 修

JAERI-Research 2002-032, 36 Pages, 2002/12

JAERI-Research-2002-032.pdf:1.33MB

$$^{237}$$Np,$$^{241}$$Am,$$^{242g}$$Am,$$^{242m}$$Amに対する核データの評価を行った。中性子データは20から250MeVのエネルギー領域で評価し、20MeVでJENDL-3.3とつなげた。陽子データの評価は1から250MeVの範囲で行った。チャンネル結合光学モデルを用いて、弾性,非弾性散乱断面積の角度分布及び透過係数を求めた。前平衡過程の励起子モデルとHauser-Feshbachの統計モデルを使用し、励起原子核からの中性子及び荷電粒子の放出を求めた。本評価は250MeVまでの$$^{237}$$Np及びアメリシウム同位体に対する評価済ファイル作成として、初めてのものである。

報告書

Nuclear data evaluation for $$^{238}$$Pu, $$^{239}$$Pu, $$^{240}$$Pu, $$^{241}$$Pu and $$^{242}$$Pu irradiated by neutrons and protons at the energies up to 250 MeV

Konobeyev, A. Y.; 深堀 智生; 岩本 修

JAERI-Research 2002-029, 48 Pages, 2002/12

JAERI-Research-2002-029.pdf:1.53MB

質量数238から242までのプルトニウム同位体に対する核データの評価を行った。中性子データは20から250MeVまで評価を行い、20MeVでJENDL-3.3とつなげた。陽子データの評価は1から250MeVまで行った。チャンネル結合光学モデルを用い、弾性散乱,非弾性散乱の角度分布及び透過係数を求めた。前平衡過程の励起子モデルとHauser-Feshbachの統計モデルにより、励起原子核からの中性子及び荷電粒子の放出を求めた。本評価は250MeVまでのプルトニウム同位体に対する評価済ファイル作成として、初めてのものである。

論文

Axisymmetric tri-magnetic-islands equilibrium of strongly-reversed-shear tokamak plasma; An Idea for the current hole

滝塚 知典

プラズマ・核融合学会誌, 78(12), p.1282 - 1284, 2002/12

強い負磁気シアで電流ホールがあるトカマクプラズマの新しい平衡に関する見解を提案する。この「軸対称三磁気島(ATMI)平衡」と呼ばれる平衡配位はR方向に並んだ三つの磁気島(中心の負電流島と両側の正電流島)及びZ方向に並んだ二つのX点を持つ。この平衡は、ATMI領域内の電流値が小さく制限されているとき、エロンゲーションコイルにより安定となっている。

論文

Evaluation of neutron- and proton-induced nuclear data on $$^{27}$$Al up to 2GeV

Y.-O.Lee*; J.Chang*; 深堀 智生; 千葉 敏

Journal of Nuclear Science and Technology, 36(12), p.1125 - 1134, 1999/12

 被引用回数:10 パーセンタイル:62(Nuclear Science & Technology)

$$^{27}$$Alに対する2GeVまでの中性子及び陽子入射核データの評価を行った。分散関係及びDirac現象論的効果を取り入れた現象論的非相対論光学ポテンシャルパラメータの最適なセットが、20-250MeVの中性子及びしきい値250MeVの陽子エネルギーに対して得られた。光学模型を用いて導出した中性子及び陽子の透過係数は、軽い放出粒子及び$$gamma$$線のエネルギー-角度相関スペクトルの計算を行うため、GNASHコードシステムの入力データとして使用された。250MeV-2GeVの入射エネルギー範囲に関しては、全断面積、反応断面積及び弾性散乱断面積は、最新の系統式を用いたフィッティングにより評価した。放出核子及びパイ中間子スペクトルは、統計崩壊を考慮した量子分子動力学法(QMD+SDM)により推定した。

論文

JT-60トカマク放電解析のための磁気流体平衡高速処理システムの開発と実用化

長谷川 幸弘*; 中村 幸治; 白井 浩; 濱松 清隆; 原田 裕夫; 菊池 満; 中田 義弘*

日本原子力学会誌, 41(1), p.48 - 56, 1999/00

 被引用回数:2 パーセンタイル:21.95(Nuclear Science & Technology)

トカマクプラズマのエネルギー閉じ込め性能の改善研究及び電磁流体力学的不安定性の安定化研究に不可欠な磁気流体平衡のデータベースを生成するため、専用の最新高速ワークステーションと平衡計算を高速に処理するために最適化した並列計算法を用いて、JT-60の実験放電と同期して高速でデータ処理を行うシステムを開発した。この高速処理システムはショット間で平衡計算を全て終了する能力を持っている。最近のショットの平衡データベースを自動的に保存する大容量補助記憶システムと動画モニターを連動させることにより、JT-60のオペレータが次のショットの放電制御パラメータを決定する際の有用な情報を提供している。本報では、JT-60実験における本システムの性能を報告する。

論文

Evaluation of photonuclear reaction data on tantalum-181 up to 140 MeV

Y.Lee*; 深堀 智生; J.Chang*

Journal of Nuclear Science and Technology, 35(10), p.685 - 691, 1998/10

Ta-181の光核反応断面積を$$pi$$中性子生成しきい値の140MeV以下のエネルギー領域で評価した。Saclay及びLivermoreで測定された($$gamma$$,n)及び($$gamma$$,2n)を再解析し、参照データとして再構成した。40MeV以下の光吸収断面積は二重極巨大共鳴モデルを用いて評価した。結果的に得られたこのエネルギー領域における光中性子断面積のモデル計算及び再構成されたデータの整合性によって、Ta-181の巨大共鳴から崩壊する中性子生成量は統計模型によって良く説明できることが分かった。40-140MeVのエネルギー領域では、擬似重陽子モデルを用いて光吸収断面積を評価し、実験値と比較した。中性子、陽子、2・3重陽子、He-3原子核、$$alpha$$粒子に関する粒子崩壊過程は前平衝及び統計模型コードALICE-Fを用いて評価された。

論文

Bilinear formulation of the Frieman-Rotenberg equation

徳田 伸二

プラズマ・核融合学会誌, 74(5), p.503 - 511, 1998/05

回転プラズマにおける線形理想MHD運動を表すフリーマン・ローテンベルグ方程式の双線形形式を導いた。この形式は安定性の解析的及び数値的な研究に適する。この論文では平衡流はトロイダル方向に向いていると仮定する。双線形形式において、反エルミートである対流項を除いて、すべての項はエルミートであることが示される。また、トロイダル流をもつMHD平衡の準中性条件とフリーマン・ローテンベルグ方程式のエルミート性との関係が明らかにされた。

報告書

An Upgraded version of the nucleon meson transport code: NMTC/JAERI97

高田 弘; 義澤 宣明*; 小迫 和明*; 石橋 健二*

JAERI-Data/Code 98-005, 101 Pages, 1998/02

JAERI-Data-Code-98-005.pdf:3.57MB

これまでに用いてきた高エネルギー核子・中間子輸送コードNMTC/JAERIについて、物理モデルに新しい計算オプションを追加する改良、核子・原子核断面積の更新、多重配列システムによる結合型幾可形状記述方式及びインポータンスサンプリング手法を新規に導入する改良を加えて、NMTC/JAERI97を完成させた。新しいコードにはタリー機能も導入したため、モンテカルロ計算のヒストリーファイルを計算終了後に改めて編集することなく中性子エネルギースペクトル、発熱量及び核種生成率等の物理量を求めることができる。また、本コードはUNIX上で実行できるようにチューニングされている。本レポートでは、NMTC/JAERI97の機能、物理モデル及び幾可形状記述方式等の計算手法を解説し、コードの使用法についても説明する。

報告書

A Simple and rational numerical method of two-phase flow with Volume-Junction model, 2; The Numerical method for general condition of two-phase flow in non-equilibrium states

岡崎 元昭

JAERI-Research 97-080, 43 Pages, 1997/11

JAERI-Research-97-080.pdf:1.24MB

熱力学的非平衡を含む一般の二相流の対する数値解法について述べる。一般条件の二相流においてはVolume内及びJunction内に夫々、気液各相の飽和、非飽和の組合わせがある。それらを分類して個別に流れの変化を評価している。本数値解法を検証するため種々の非平衡二相流に対していくつかの数値解析を行った。その結果、以下のことを確認した。連立方程式の解として得られた圧力と比エンタルピから蒸気表を用いて得られる状態量と、質量保存式及びエネルギ式から気液各相について得られる密度変化、比エンタルピ変化との整合性。質量及びエネルギに対する誤差の蓄積のないこと。さらに、比エンタルピについてはVolume内エネルギ式として全エネルギ保存式を用いる場合と熱力学第一法則の形の式を用いる場合を比較して、両者が一致すること。

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