An Introduction to spent nuclear fuel decay heat for light water reactors; A Review from the NEA WPNCS

Rochman, D.*; 湊 太志; 渡邉 友章; 他52名*

EPJ Nuclear Sciences & Technologies (Internet), 10, p.9_1 - 9_83, 2024/10

https://doi.org/10.1051/epjn/2024010

This paper summarized the efforts performed to understand decay heat estimation from existing spent nuclear fuel (SNF), under the auspices of the Working Party on Nuclear Criticality Safety (WPNCS) of the OECD Nuclear Energy Agency. Needs for precise estimations are related to safety, cost, and optimization of SNF handling, storage, and repository. The physical origins of decay heat (a more correct denomination would be decay power) are then introduced, to identify its main contributors (fission products and actinides) and time-dependent evolution. Due to limited absolute prediction capabilities, experimental information is crucial; measurement facilities and methods are then presented, highlighting both their relevance and our need for maintaining the unique current full-scale facility and developing new ones. The third part of this report is dedicated to the computational aspect of the decay heat estimation: calculation methods, codes, and validation. Different approaches and implementations currently exist for these three aspects, directly impacting our capabilities to predict decay heat and to inform decision-makers. Finally, recommendations from the expert community are proposed, potentially guiding future experimental and computational developments.

Nuclear structure of elements with from alpha spectroscopy

浅井 雅人; Heberger, F. P.*; Lopez-Martens, A.*

Nuclear Physics A, 944, p.308 - 332, 2015/12

https://doi.org/10.1016/j.nuclphysa.2015.06.011

崩壊核分光による原子番号100から109までの原子核の核構造研究についてレビューした。崩壊核分光に関わる分離技術やデジタルエレクトロニクスの利用、線スペクトルにおけるサム効果などの実験技術や実験手法について詳しく記述した。実験結果や物理の議論については、ここ10年間に最も進展のあった、原子番号が偶数で中性子数151, 153, 155を持つ一連の原子核の核構造の系統性に特に焦点を絞って紹介した。

Development and assessment of new radioactive decay database used for dosimetry calculation

遠藤 章; 山口 恭弘; Eckerman, K. F.*

Radiation Protection Dosimetry, 105(1-4), p.565 - 569, 2003/09

https://doi.org/10.1093/oxfordjournals.rpd.a006304

ICRP Publ.38に替わる線量計算用の新しい放射性核種崩壊データベースを開発するために、開発の手順及びそれに係る技術的課題について述べる。データベースの開発には、(1)評価済核構造データファイル (ENSDF) に対する整合性の評価,(2)データ編集に用いるEDISTRコードの改良,(3)他のデータベース等との比較による信頼性評価が必要である。これに対し、これまで原研が進めてきた線量計算用崩壊データベースDECDCの開発で得られた成果及び経験に基づき、データベース開発の進め方について、その方向と具体的方法について述べる。

Compilation of new nuclear decay data files used for dose calculation

遠藤 章; 山口 恭弘

Journal of Nuclear Science and Technology, 38(8), p.689 - 696, 2001/08

https://doi.org/10.3327/jnst.38.689

ICRP Publ.38に収納されている817核種及び新たな6核種のアイソマー並びにPubl.38にない190核種に対して、線量計算に用いる新しい崩壊データファイルを編集した。崩壊データファィルの編集には、1997年8月版のENSDF崩壊データセットを用いた。各崩壊データセットについて、放出放射線のエネルギー及び放出率の計算に重要な基本性質を、NUBASEと照会し更新した。また、強度バランス等に不具合のあるデータセットに対しては、レベルスキーム,規格化定数等を分析し、修正を行った。評価,修正後の崩壊データセットをもとに、EDISTRコードを用い、崩壊に伴い放出される放射線のエネルギー及び放出率を計算した。編集された崩壊データは、Publ.38及びNUCDECAYの2種類の形式のデータファイルとして整備された。本データファイルは、放射線防護における線量計算に広く利用されるとともに、Publ.38の改訂のための有用な情報を提供する。

ポジトロン放出核種の利用の原理

関根 俊明

日本土壌肥料学雑誌, 71(6), p.928 - 929, 2000/11

「ポジトロン放出核種の植物体における非破壊・経時的・動態解析」と題するシンポジウムにおいて、高崎研TIARAにおいて実施しているポジトロンを放出するC,N,F,V,Mn,Zn等の標識化合物を用いる植物の生理学的研究の成果を発表する。その一連の講演の最初に、植物が生きている状態で研究するためにポジトロン放出核種をトレーサーとして用いる原理を説明する。特に、核の崩壊特性及び合成化学的な面からこの方法の応用可能性を述べる。

Reassessment and reinforcement of nuclear decay database used for dose calculations

遠藤 章; 山口 恭弘

Proceedings of 10th International Congress of the International Radiation Protection Association (IRPA-10) (CD-ROM), 8 Pages, 2000/05

放射性核種に対する被ばく線量計算において、現在最も広く用いられているICRP Publ.38の崩壊データベースについて、最新の核構造データに基づく再評価及び追加データの整備を行った。Publ.38に収録されている820核種について、1997年版のENSDFを用い崩壊データを編集し、Publ.38との系統的な比較を行った。その結果、崩壊データの更新を必要とする核種が多数あることを明らかにし、Publ.38の改訂のための指標を得た。また、半減期10分以上の核種でPubl.38に収録されていない162核種について、新たに崩壊データを編集し、データファイル及びデータ集として整備した。これらは、今後、放射線防護における内部及び外部被ばく線量評価に幅広く利用できる。

Comparison of nuclear decay data derived from recent nuclear structure data files with those of ICRP publication 38

遠藤 章; 山口 恭弘

Radiation Protection Dosimetry, 82(1), p.59 - 64, 1999/00

https://doi.org/10.1093/oxfordjournals.rpd.a032609

ICRPが内部被ばく線量評価のために与えている線量係数は、ICRP Publ.38の崩壊データを用いて算出されている。Publ.38は1970年代の評価済核構造データファイル(ENSDF)の崩壊データをもとに編集されたが、その後のENSDFの再評価により、Publ.38に収録されている核種の中には、崩壊データが変更されているものが多数存在している。本研究では、最新版のENSDFから編集した崩壊データと、Publ.38のデータとの比較を行い、これらの違いに基づく線量係数値への影響について検討を行った。その結果、いくつかの核種については、用いる崩壊データにより線量係数が大きく異なるため、Publ.38のデータを再編集する必要があることが明らかとなった。

A Five-HPGe detector system for - angular correlation measurements for mass-separated short-lived nuclei

浅井 雅人*; 河出 清*; 山本 洋*; 長 明彦; 小泉 光生; 関根 俊明

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 398, p.265 - 275, 1997/00

https://doi.org/10.1016/S0168-9002(97)00807-3

短寿命核の崩壊による低スピン状態を研究するために、オンライン同位体分離器に接続して用いる-角度相関測定装置を製作した。この装置は5台のHPGe検出器を水平面に一定角度で配置して、90°~170°まで10度間隔で線の角度相関データを一度に得ることができる。線源と検出器表面との距離はどれも5cmで、線源から見た検出器の有効立体角の補正値をEu線源により色々なエネルギーについて求めた。Eu線源を用いて装置の動作確認をした後、高崎研TIARAのオンライン同位体分離器に接続してオンライン実験によりLaの崩壊を調べ、娘核Baの新しい低スピン状態を多数見出した。

放射性核種の生成・崩壊量、崩壊熱及び線スペクトル計算コード: FPGS90

井原 均; 片倉 純一; 中川 庸雄

JAERI-Data/Code 95-014, 216 Pages, 1995/11

JAERI-Data-Code-95-014.pdf:6.24MB

原子炉内の核燃料の燃焼に伴い生成・消滅する放射性核種の生成・崩壊量及び核分裂生成物の崩壊熱や放射能を計算すると共に、放出線のスペクトルを計算するコードFPGS90を作成した。このコードは、上記の計算の他に評価済核データファイル(ENDF/B、JENDL、ENSDF等)を処理して新しいライブラリーを作成する機能も持っている。また、計算結果の図形処理の機能も有している。このため、核データライブラリーの編集・作成から核種の生成・崩壊量の計算及び図形表示まで一貫して行うことが出来る。なお、核分裂生成物の核データライブラリーはシグマ委員会で崩壊熱評価のために作成したJNDCライブラリー第二版に対応している。

新しいアイソトープの探索と核構造

関根 俊明

放射線化学, 0(59), p.31 - 33, 1995/00

http://ci.nii.ac.jp/naid/10010962029

不安定アイソトープの研究は、半減期、崩壊様式及び質量に注目してアイソトープ存在の極限を探るとともに、量子多体系としての原子核構造の解明にも寄与する。本稿では、高崎研TIARAのオンラインアイソトープ分離器による新しいアイソトープPr、Prの合成及び十分調べられていないPrの崩壊過程と、結果として得られた娘核の構造について述べた。