Characterization of neutrons emitted by an expected small amount of fuel debris in a trial retrieval from Fukushima Daiichi Nuclear Power Station

松村 太伊知; 奥村 啓介; 坂本 雅洋; 寺島 顕一; Riyana E. S.; 近藤 千博*

Nuclear Engineering and Design, 432, p.113791_1 - 113791_9, 2025/02

https://doi.org/10.1016/j.nucengdes.2024.113791

Retrieving objects with a small amount of fuel debris, such as a few grams, will begin soon at the Fukushima Daiichi Nuclear Power Station (1F) at the start of decommissioning. Objects retrieved from the primary containment vessel are not necessarily fuel debris; fuel debris is an object from which neutrons are emitted because it contains nuclear-fuel material. However, the characteristics of the neutrons emitted by fuel debris are unknown. Fuel debris was categorized into five types according to the elapsed time from the accident, burnup, and fuel type (UO or mixed oxide). The number and energy spectra of (, ) and spontaneous fission neutrons emitted from 1 g of each fuel debris type were estimated using the SOURCES 4C code to obtain the neutron characteristics. The results showed that the average neutron energy is approximately 2.1 MeV, regardless of the type of fuel debris. However, the intensities of neutrons emitted from the fuel debris in 1F Units 2 and 3 varied by four orders of magnitude according to the fuel debris type.

Status report of the n_TOF facility after the 2nd CERN long shutdown period

Patronis, N.*; 木村 敦; 他130名*

EPJ Techniques and Instrumentation (Internet), 10, p.13_1 - 13_10, 2023/05

https://doi.org/10.1140/epjti/s40485-023-00100-w

During the second long shutdown period of the CERN accelerator complex (LS2, 2019-2021), several upgrade activities took place at the n_TOF facility. The most important have been the replacement of the spallation target with a next generation nitrogen-cooled lead target. Additionally, a new experimental area, at a very short distance from the target assembly (the NEAR Station) was established. In this paper, the core commissioning actions of the new installations are described. The improvement in the n_TOF infrastructure was accompanied by several detector development projects. All these upgrade actions are discussed, focusing mostly on the future perspectives of the n_TOF facility. Furthermore, some indicative current and future measurements are briefly reported.

Experimental study on transport behavior of cesium iodide in the reactor coolant system under LWR severe accident conditions

宮原 直哉; 三輪 周平; Goullo, M.*; 井元 純平; 堀口 直樹; 佐藤 勇*; 逢坂 正彦

Journal of Nuclear Science and Technology, 57(12), p.1287 - 1296, 2020/12

https://doi.org/10.1080/00223131.2020.1782281

主にガス状ヨウ素の生成メカニズムに着目して原子炉冷却系におけるCsIの移行挙動を明らかにするため、温度勾配管を用いたCsIの移行再現実験を実施し、沈着物及び浮遊物の詳細分析を行った。その結果、ガス状ヨウ素が高温領域におけるCs-I-O-H反応体系の気相反応により生成し、速度論の効果によって化学形態を大きく変化させずに下流の低温領域に移行すること、凝縮したCsIの化学反応、すなわち、CsCrO化合物が生成する壁面への沈着CsIとステンレス鋼の化学反応、またはエアロゾルとなったCsIと水蒸気との化学反応により、ガス状ヨウ素が生成することを明らかにした。

Chemical reaction kinetics dataset of Cs-I-B-Mo-O-H system for evaluation of fission product chemistry under LWR severe accident conditions

宮原 直哉; 三輪 周平; 堀口 直樹; 佐藤 勇*; 逢坂 正彦

Journal of Nuclear Science and Technology, 56(2), p.228 - 240, 2019/02

https://doi.org/10.1080/00223131.2018.1544939

軽水炉シビアアクシデント時のソースターム評価における核分裂生成物(FP)化学挙動評価モデルを高度化するため、FP化学データベース「ECUME」の初版を構築した。ECUMEには、代表的な事故シーケンスにおける主要な化学反応と、その実効的な化学反応速度定数を実装する計画である。初版においては、300-3000Kの温度領域におけるCs-I-B-Mo-O-H系の主要化学種に対し、それらの生成に係る化学反応の速度定数を文献調査または第一原理に基づく理論計算によって整備した。構築した化学反応データセットを用いた解析の一例として化学反応解析を実施した結果、1000Kにおいて有意な化学反応速度の効果が見られた。また、平衡に至った後の化学組成を化学平衡計算の結果と比較したところ、代表的なCs-I-B-Mo-O-H系化学種に対して良く整合する結果が得られた。これらの結果から、構築したデータセットは、速度論の考慮が必要なシビアアクシデント時のCs-I-B-Mo-O-H系FP化学挙動評価のために有用であるとの結論を得た。

Development of experimental and analytical technologies for fission product chemistry under LWR severe accident condition

宮原 直哉; 三輪 周平; 中島 邦久; 逢坂 正彦

Proceedings of 2017 Water Reactor Fuel Performance Meeting (WRFPM 2017) (USB Flash Drive), 9 Pages, 2017/09

本発表は、核分裂生成物(FP)の化学挙動データベースを作成するために必要な、FPの放出移行挙動を再現するための実験装置と、その実験結果を解析するための解析ツールを開発したことを報告するものである。開発した実験装置(TeRRa)を用いてFPの放出移行挙動を再現できることを確認するため、CsIを用いた性能確認試験を実施した。その結果、エアロゾルの生成、成長、沈着といった代表的な放出移行挙動が良く再現できることを確認した。解析ツールはCFDコードであるANSYS-FLUENTをベースに、いくつかのモデルを追加することにより開発した。開発した解析ツールの性能を確認するため、水蒸気雰囲気でのCsI加熱実験を模擬した試解析を実施した結果、追加したモデルが適切に機能していることを確認した。

Measurement of the Se(, n) cross section and uncertainty evaluation of the Se(n, ) cross section

北谷 文人; 原田 秀郎; 後神 進史*; 岩本 信之; 宇都宮 弘章*; 秋宗 秀俊*; 豊川 弘之*; 山田 家和勝*; 井頭 政之*

Journal of Nuclear Science and Technology, 53(4), p.475 - 485, 2016/04

https://doi.org/10.1080/00223131.2015.1056760

We precisely measured the (, n) cross section for Se by developing a spectroscopic method utilizing Laser Compton-Scattering -rays. Moreover, the Se(n, ) Se cross section was deduced using the statistical model calculation code CCONE with -ray strength functions adjusted to reproduce the (, n) cross sections for Se and the even Se isotopes Se, Se and Se. The reliability of the Se(n, ) Se cross section calculated by CCONE with the adjusted -ray strength function was evaluated by comparing available experimental (n, ) cross sections for stable Se isotopes and those calculated by CCONE with the adjusted -ray strength function. The result provides fundamental data for the study of nuclear transmutation for the long-lived fission product of Se.

Proceedings of the 2013 Symposium on Nuclear Data; November 14-15, 2013, Research Institute of Nuclear Engineering University of Fukui, Tsuruga, Fukui, Japan

山野 直樹*; 岩本 修; 中村 詔司; 国枝 賢; Van Rooijen, W.*; 小浦 寛之

JAEA-Conf 2014-002, 209 Pages, 2015/02

JAEA-Conf-2014-002.pdf:64.24MB

2013年核データ研究会は、2013年11月14日から15日にかけて、福井県敦賀市の福井大学附属国際原子力工学研究所にて開催された。本研究会は日本原子力学会核データ部会と福井大学附属国際原子力工学研究所の主催、日本原子力研究開発機構原子力基礎工学研究センターおよび日本原子力学会中部支部の共催の下、4つのトピックス:「中性子断面積測定と解析」、「核データの応用」、「核データ測定と理論における最近のトピックス」、「高エネルギー核反応研究の進展」に関する講演・議論が行われるとともに、実験、評価、ベンチマークテスト、応用に至る幅広い分野のポスター発表が行われた。さらに、崩壊データ評価と核分裂の物理に係る2件のチュートリアルも実施された。参加総数は64名で、盛況のうちに全日程を終えた。本報告書は、同研究会における口頭発表14件とポスター発表21件を含む35件の全論文を纏めたものである。

Measurement of energetic charged particles produced in fusion materials with 14 MeV neutron irradiation

落合 謙太郎; 近藤 恵太郎; 村田 勲*; 宮丸 広幸*; 久保田 直義; 高橋 亮人*; 西谷 健夫

Fusion Engineering and Design, 75-79, p.859 - 863, 2005/11

https://doi.org/10.1016/j.fusengdes.2005.06.116

原研FNSではコリメーター14MeV中性子で照射された核融合炉候補材料から放出する核反応荷電粒子の測定を継続的に行っている。第1に候補材であるベリリウムの測定を行った、厚さ100mのベリリウムサンプルからBe(n,)He, Be(n,2n)2 and Be(n,t)Li核反応によるアルファー粒子,トリトンのエネルギースペクトルを高精度に測定することに成功し、その値から各核反応の2重微分断面積を求めた。評価済み核データの比較から、Be(n,2n)2 and Be(n,t)Li反応の2重微分断面積は実験値と良い一致を示した。

Simulations of an accelerator-based shielding experiment using the particle and heavy-ion transport code system PHITS

佐藤 達彦; Sihver, L.*; 岩瀬 宏*; 中島 宏; 仁井田 浩二*

Advances in Space Research, 35(2), p.208 - 213, 2005/06

https://doi.org/10.1016/j.asr.2005.01.041

宇宙船内における重粒子被ばく線量を評価するためには、重粒子の核反応を精度よく再現するモデルの検討を行った。核子あたり1GeVの鉄イオンがポリエチレン,アルミニウム,鉛ターゲットに入射したときに生成されるフラグメント測定実験を、重イオン輸送計算コードPHITSを用いて解析した。その結果、軽核同士が衝突する反応に対しては、核反応モデルJQMDの限界から実験値との不一致が見られたが、それ以外の反応に対して、PHITSは精度よく実験値を再現できることが明らかとなった。

Proceedings of 2004 Symposium on Nuclear Data; November 11-12, 2004, JAERI, Tokai, Japan

田原 義壽*; 深堀 智生

JAERI-Conf 2005-003, 254 Pages, 2005/03

JAERI-Conf-2005-003.pdf:32.21MB

2004年核データ研究会が、2004年11月11日と12日の両日、日本原子力研究所東海研究所において開催された。この研究会は、日本原子力研究所のシグマ研究委員会と核データセンターが主催して開いたものである。口頭発表では、軽水炉及び核燃料サイクルと核データ,ADS開発のための核データ,JENDL-3.3の使用経験とJENDL-4への要望,最近の断面積測定,物質生命科学と核データ,海外の核データニーズと活動についての19件の報告があった。ポスター発表では、21件の発表があり、それらは、核データの測定,評価や評価済核データのベンチマークテスト及び応用等に関するものであった。本報文集は、それらの論文をまとめたものである。