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論文

Sorption parameter setting approaches for radioactive waste disposal considering perturbation effects; Sorption reduction factors for organics

舘 幸男; Ochs, M.*

Progress in Nuclear Science and Technology (Internet), 5, p.229 - 232, 2018/11

福島第一原子力発電所におけるクリーンアップ及び廃止措置活動によって様々な種類の放射性廃棄物が発生している。これらの廃棄物の処分においては、廃棄物に含まれる共存物質(有機物,ホウ素,塩分等)による擾乱影響が考慮される必要がある。そのような共存物質は処分システムの安全評価のための放射性核種の収着パラメータに影響を及ぼす可能性がある。本研究は、これらの擾乱影響を考慮した収着パラメータの定量評価手法の開発と、セメント系材料に対する有機物(イソサッカリン酸)共存下での収着低減ファクターを例示的に評価することを目的とした。イソサッカリン酸の影響によるセメントへのAmの収着低減ファクターを導出するための3つの手法が比較された。これらのオプションは、共存物質による擾乱影響に関して利用可能なデータ量に応じて、段階的に適用されるべきである。

論文

Retention of uranium in cement systems; Effects of cement degradation and complexing ligands

Ochs, M.*; Vriens, B.*; 舘 幸男

Progress in Nuclear Science and Technology (Internet), 5, p.208 - 212, 2018/11

福島第一原子力発電所の事故に関連したクリーンアップ活動によって、コンクリートなどのセメント系材料を含む様々な種類の放射性廃棄物が発生している。さらに、放射性核種の収着や取り込み能力を含む、その好ましく安定した化学特性のために、セメント系バリア材の利用が検討されている。福島で生じている廃棄物には、特に、有機物,ホウ素,塩分といった、収着遅延に擾乱影響をもたらす共存物質が含まれる。本研究では、異なる劣化条件と、有機物,ホウ素,塩分といった共存物質が存在する条件でのセメント系材料へのU(VI)及びU(IV)の収着遅延を、既存の文献情報をもとに、定量評価する手法を構築することを目的とする。段階的なアプローチを提案し、U(VI)及びU(IV)の収着遅延を例示的に評価した。

論文

Calculation of prompt neutron decay constant with Monte Carlo differential operator sampling

長家 康展

Proceedings of Joint International Conference on Mathematics and Computation, Supercomputing in Nuclear Applications and the Monte Carlo Method (M&C + SNA + MC 2015) (CD-ROM), 9 Pages, 2015/04

即発中性子減衰定数をモンテカルロ法で計算する新しい手法を開発した。これは、これまでの$$alpha$$-$$k$$検索アルゴリズムに基づいているが、$$alpha$$値の検索について反復は必要ないという利点がある。$$k$$固有値を$$alpha$$値に関するテイラー級数近似で表現し、微分係数を、モンテカルロ摂動計算手法の1つである微分演算子サンプリング法で計算するものである。新しい手法の適用性を調べるために、単純な体系について検証計算を行った。パルス中性子法シミュレーションと$$alpha$$値の定義から直接計算した$$alpha$$値との比較を行い、新しい手法で計算した$$alpha$$値は、パルス中性子法シミュレーションの参照解とよく一致することが示された。

論文

Impact of perturbed fission source on the effective multiplication factor in Monte Carlo perturbation calculations

長家 康展; 森 貴正

Journal of Nuclear Science and Technology, 42(5), p.428 - 441, 2005/05

 被引用回数:42 パーセンタイル:5.45(Nuclear Science & Technology)

相関サンプリング法と微分演算子サンプリング法を用いたモンテカルロ摂動計算に対して核分裂源分布の変化による実効増倍率の変化を評価する新しい手法を提案した。検証のために本手法をMVPコードに組み込んだ。高速体系と熱体系に対して簡単なベンチマーク問題を設定し、これらの問題を用いて本手法の有効性を検証した。結果として、本手法は核分裂源分布の変化による実効増倍率の変化を評価するのに非常に有効であることが確認できた。また、核分裂源分摂動の効果が非常に大きい場合があり、その効果を考慮しなければ反応度変化を正確に評価することができない場合があることも示された。そのような場合においても、新しい手法を用いて核分裂源分摂動の効果を評価することができ、反応度変化の評価は著しく改善される。

論文

Possible nature of nonideal perturbations limiting plasma pressure in Tokamaks

Mikhailovskii, A. B.*; Churikov, A. P.*; Konovalov, S. V.; Shirokov, M. S.*; Tsypin, V. S.*

Doklady Physics, 48(4), p.159 - 162, 2003/04

 パーセンタイル:100(Mechanics)

トカマク型核融合炉条件にある理想的安定プラズマの圧力を制限する新分類の揺動があることを示す。このようなモードの局在性は3特性長である:大スケール(MHD),ラーマ半径スケール及び亜ラーマスケール。これらのモードが、実験的に観測されている新古典的テアリングモードの自発的発生に関連していることを示す。

論文

Characterization of disruption phenomenology in ITER

芳野 隆治; D.J.Campbell*; E.Fredrickson*; 藤沢 登; N.Granetz*; Gruber, O.*; T.C.Hender*; D.A.Humphreys*; N.Ivanov*; S.Jardin*; et al.

Fusion Energy 2000 (CD-ROM), 4 Pages, 2001/05

ITER物理R&Dの専門家会合においてまとめたディスラプションの諸特性(熱消滅、電流消滅、ハロー電流、逃走電子、ディスラプション頻度、等)のデータベース群とそれに基づくITERでのディスラプション特性の予測を示す。加えて、最近、顕著な研究成果の得られているディスラプションの回避・緩和の研究について報告する。

論文

Interaction of externally applied rotating helical field with tokamak plasma

小林 政弘*; 津田 孝; 田代 健二*; 小島 昌博*; Zhai, K.*; 高村 秀一*

Nuclear Fusion, 40(2), p.181 - 193, 2000/02

 被引用回数:27 パーセンタイル:31.72(Physics, Fluids & Plasmas)

小型磁気プローブをCSTN-IVトカマク装置に挿入することにより、回転誤差磁場のトカマク・プラズマへの浸透過程が調べられた。真空磁場の場合に比べ磁気島が形成されたとき、プラズマの内部で誤差磁場の径方向成分が増大することが明らかになった。抵抗性磁気流体コードによる解析により、この増幅は磁気面形成による電流分布の再配分によることが示された。プラズマや外部励起磁場の回転の効果を考慮すると、磁気島形成に対する励起磁場の側帯波成分の効果も重要となる。これらのことを考慮すると動的エルゴディク・ダイバータの運転に際しては励起磁場の回転速度のみではなくその方向や高調波成分、プラズマの回転速度等を考慮しなければならない。

論文

Evaluation of perturbation effect due to fission-source change in eigenvalue problems by Monte Carlo methods

長家 康展; 森 貴正

Proceedings of the ANS International Topical Meeting on Advances in Reactor Physics and Mathematics and Computation into the Next Millennium (PHYSOR2000) (CD-ROM), p.13 - 0, 2000/00

複数のモンテカルロ計算の結果より原子炉パラメータの微小摂動量を求めるのは非常に困難であり、古くから相関サンプリング法、微分演算子サンプリング法等が用いられている。特に固有値問題では核分裂源分布も摂動により変化するので、核分裂源の摂動量も評価する必要があり、実効増倍率の摂動量を精度よく求めることは難しい。相関サンプリング法では中川等、北田等により核分裂源の変化による摂動量を評価する方法が提案されている。本研究では微分演算子サンプリング法における核分裂源の摂動量を評価する式を導出し、簡単な体系でその精度を検証した。その結果、相関サンプリング法、微分演算子サンプリング法とも核分裂源の変化による摂動量を考慮すると直接計算の結果とよく一致し、分散は両方法とも核分裂源の変化による摂動量の分散が支配的になるが、若干微分演算子サンプリング法の方がよいことがわかった。

論文

Simulation study on collisionless loss of runaway electrons by magnetic perturbations in a tokamak

徳田 伸二; 芳野 隆治

Nuclear Fusion, 39(9), p.1123 - 1132, 1999/09

 被引用回数:17 パーセンタイル:45.55(Physics, Fluids & Plasmas)

シミュレーションによって、ディスラプション時に予想される幅をもつ磁気島は相対論的電子の無衝突損失を引き起こし、その損失率は逃走電子発生を回避・抑制するのに十分に高いことが確認された。これは、ディスラプション時の磁場揺動に対しては、トロイダル運動量保存の破れによる閉じ込め損失が相対論的電子に働く位相平均効果による閉じ込め改善を上回るためである。このシミュレーション結果は、逃走電子発生を回避するプラズマ緊急停止に関するJT-60U実験結果に対して強い裏付けを与える。

報告書

ETC-Relコード; トカマクにおける相対論的電子の軌道解析

徳田 伸二; 樋口 高年*

JAERI-Data/Code 98-032, 36 Pages, 1998/11

JAERI-Data-Code-98-032.pdf:1.93MB

トカマクにおける相対論的電子の軌道を追跡するコードETC-Relを開発した。このコードの開発のために、相対論的電子の案内中心運動に対する正準ハミルトン形式を新たに導いた。このとき、案内中心の運動方程式はBoozer座標で記述される。そのため、軌道を実空間(デカルト座標)で可視化するための写像ルーチンも開発した。また、ETC-Relコードを用いてシミュレーションを行い、ディスラプション時の磁場揺動が逃走電子の無衝突損失を引き起こすことを実証した。この予測は、逃走電子発生を回避するプラズマ緊急停止に関して最近行われたJT-60U実験とよく一致する。

報告書

FCA XVII-1炉心におけるB$$_{4}$$C及びPu反応度価値の軸方向空間分布の解析

長家 康展; 大野 秋男; 大杉 俊隆

JAERI-Research 95-003, 40 Pages, 1995/01

JAERI-Research-95-003.pdf:1.37MB

高速炉における物質反応度価値の予測精度向上を目的として、高速炉臨界実験装置(FCA)を用いてB$$_{4}$$C及びPu反応度価値の軸方向空間分布を測定し、その解析を行った。測定に用いられた炉心はXVII-1炉心で、典型的な酸化物燃料炉心である。実験ではこの炉心の中心軸方向にサンプルを挿入して余剰反応度を測定し、サンプルを挿入していないときの余剰反応度との差から反応度価値を求めた。解析はいくつかの計算モデルを用いて行い、その結果を比較した。更にDUO$$_{2}$$燃料板のコーティング剤に含まれている水素の影響、炉心間ギャップの影響、輸送効果、メッシュ効果を調べ、実験値と比較した。B$$_{4}$$C及びPuの場合とも、炉心領域ではよい精度で計算値は実験値と一致するが、ブランケット領域では測定方法及び計算精度改善について検討する必要があることが明らかになった。

論文

Measurement of effective delayed neutron fraction of VHTRC-1 core

秋濃 藤義; 竹内 素允; 小野 俊彦

Journal of Nuclear Science and Technology, 31(8), p.861 - 863, 1994/08

 被引用回数:2 パーセンタイル:60.78(Nuclear Science & Technology)

VHTRC-1炉心の実効遅発中性子分率、$$beta$$$$_{eff}$$の測定を燃料コンパクトとMnコンパクトとの置換法を用いて行った。Mnコンパクトの反応度価値は臨界時の制御棒位置を測定し、制御棒校正曲線から求めた。置換法における燃料コンパクトとMnコンパクトとの吸収断面積の相違による反応度効果の補正は10群3次元拡散の第1次摂動理論を用いて行い、$$beta$$$$_{eff}$$の測定値として0.0075$$pm$$0.0002を得た。一方、$$beta$$$$_{eff}$$の計算は24群3次元拡散理論のSRACコードを用いて中性子束、随伴中性子束分布を求め、$$^{235}$$Uの遅発中性子核データにENDF/B-IV又はKeepinの値を用いて行った。この結果、Keepinの値は測定値より10%小さく、ENDF/B-IVの値は測定値より3.6%小さい値となったが、ENDF/B-IVの値は測定値の測定誤差6%(2$$sigma$$)以内で一致した結果を得た。

報告書

SAGEP:一般化摂動論に基く二次元感度解析コード

原 昭浩*; 竹田 敏一*; 菊池 康之

JAERI-M 84-027, 31 Pages, 1984/02

JAERI-M-84-027.pdf:0.66MB

計算コードSAGEPは2次元体系において、感度係数を計算するコードである。本コードは拡散理論をベースにしており、各種断面積の核特性に対する感度係数を精度よく評価するための一般化摂動論を用いている。間度係数は各種断面積について、反応ごと、エネルギー群ごとに出力される。感度係数を計算できる核特性は実効増倍係数、反応度価値、中心反応率比、反応率分布である。SAGEPコードでは、中性子束と随伴中性子束は、拡散コードCITATION-FBRで出力されたものを用い、微視的、巨視的断面積はSLAROMより出力されたものを用いる。本論文には一般化摂動論の基礎方程式、入力データの作成の概要、プログラムの構造を記述し、加えてコードの検証、例題についての入力データと計算結果を示している。

論文

Semicircle theorem for the rotating flow in an azimuthal magnetic field with respect to azimuthal perturbations

笹倉 浩

Journal of the Physical Society of Japan, 53(5), p.1587 - 1589, 1984/00

 被引用回数:1 パーセンタイル:59.15(Physics, Multidisciplinary)

方位方向磁場中の異方性回転流の不安定性がフリュート・モード擾乱に対して研究されている。密度Poと動径距離で割られた磁場の強さHo/rは共にその動径微分が非負であると仮定されている。不安定なフリュート・モードの複素・位相角速度は直?が√(b-a)$$^{2}$$-4(Va$$^{2}$$/r$$^{2}$$)mの円の上半面内に存在しなければならぬことが示される。この表式の自乗が負の時は回転流は安定である。ここで、aとbはそれぞれ回転流の角速度の下限と上限であり、Va(r)はアルフヴェン速度であり、添字mは最小値を意味している。

報告書

Thermal Instability Analysis in a D-T Tokamak Reactor with Density Dynamics

畑山 明聖*; 杉原 正芳; 平山 俊雄

JAERI-M 82-147, 25 Pages, 1982/11

JAERI-M-82-147.pdf:0.63MB

トカマク型核融合炉における熱的不安定性に関して、密度摂動、粒子リサイクリング等、密度のダイナミックスの効果を考慮に入れることのできる解析手法を開発した。不安定性の成長率は、イオン密度及び電子・イオン温度に対する1次元輸送方程式を摂動について線形化して得られる固有値方程式を解くことによって計算される。この手法を、イントールスケーリング則の場合に適用し、密度-温度平面上における熱的不安定領域を明らかにした。また、捕捉イオン不安定則の場合、密度主体の熱的不安定性が励起されることが知られているが、ここではこの種の不安定性モードが粒子リサイクリングを考慮するとき完全に安定化されることを示した。さらに、以上の結果を1次元トカマクコードにより摂動の時間変化を直接追跡する方法を用いて確かめた。

報告書

EXPANDA-General User's Guide

長谷川 明

JAERI-M 9791, 75 Pages, 1981/11

JAERI-M-9791.pdf:1.54MB

原研で開発を続けてきた高速炉用1次元拡散コードのEXPANDAシリーズのすべての機能をEXPANDA-70DRAに組込んで綜合化したコードEXPANDA-Generalが開発された。本コードの特長としては、可変ディメンションにしたこと、JAERI-Fast Version1および2、JENDL-1、JENDL-2、ENDF/B-IVからの炉定数がすべて内蔵されていること、摂動計算、2次元及び3次元コードの入力データ作成オプション、弾性除去反応の正確な取扱い、領域境界での非均質効果の取扱い、ベンチマーク・テストでの各種パラメータのC/Eが容易に計算でき、群構造や自己遮蔽因子テーブルの(Jo、T、R)のパラメータを任意に定めることができる、等の便利さがすべて具備されていることが挙げられる。本報告書は、EXPANDA-Generalコードの使用手引書としてまとめられたものである。

報告書

Magnetic Structure of Poloidal Divertor Configuration with Non-Axisymmetric Perturbed Field in JT-60

吉田 英俊; 岸本 浩; 山本 新; 仙石 盛夫; 安積 正史; 滝塚 知典; 二宮 博正; 田村 早苗

JAERI-M 9789, 28 Pages, 1981/11

JAERI-M-9789.pdf:0.64MB

トロイダル・リップル磁場やポロイダル磁場コイルの据付誤差によるエラー磁場などの非軸対称な磁気揺動の影響下でのJT-60のダイバータ配位の磁気構造を数値的に検討した。これらの磁気揺動により、セパラトリックス近傍にエルゴディック層が形成され、それらはスクレープオフ層を拡げるとともに、境界プラズマから粒子を磁力線に沿って流出させる可能性について論じた。

報告書

ガス冷却高速炉における水蒸気の炉心侵入による反応度効果

吉田 弘幸; 飯島 進; 太田 文夫*; 堀田 雅一*

JAERI-M 9473, 105 Pages, 1981/05

JAERI-M-9473.pdf:2.98MB

安全性の観点からLMFBRのNaボイド反応度効果に匹敵すると考えられていたガス冷却高速炉の水蒸気侵入反応度効果について多岐にわたる検討を加えた。対象としたガス冷却高速炉(GCFR)は300MWeGCFRと1000MWeGCFRである。解析は主にJAERI-Fast群定数セット、2次元拡散コードCITATIONとそれに基くExact Perturbation法を用いて行った。検討は、燃焼、燃料温度、制御棒挿入に関し異なる状態における反応度効果を明らかにすることに重点を置いた。加えて、燃料ピンの非均質配列を考慮することの影響、異なる群定数セットおよびエネルギー群数による影響についても、詳細に検討した。上述GCFRの反応度効果の予測精度を明らかにするため、ZPR-9の実験解析を行った。結果として、予測精度にはまだ問題があるが、従来云われていたほど水蒸気侵入反応度効果はGCFRの安全性を支配する因子とは考えられないことを明らかにした。本論文は、ThサイクルのGCFRの水蒸気侵入反応度効果についても言及している。

論文

Force constants of bond-bond interaction in some linear triatomic molecules

大和田 謙

Spectrochimica Acta, Part A, 37(6), p.381 - 384, 1981/00

直接3原子分子(A-C-B)に2次の摂動論を応用して、結合-結合相互作用の力の定数(k$$_{A}$$$$_{B}$$)を次式のように導いた。 k$$_{A}$$$$_{B}$$={2Z$$_{A}$$Z$$_{B}$$/Ro$$^{3}$$(AB)}(1-f$$_{A}$$$$_{B}$$)・ ここにZ$$_{A}$$,Z$$_{B}$$は核電荷、Ro(AB)は平衡核間距離、f$$_{A}$$$$_{B}$$は核間距離の微小変位に追随する電子雲の緩和による遮蔽係数である。上式を多くの3原子分子を用いて評価した結果、電子非局在分子における結合-結合相互作用の力の定数の推定には極めて有効であるが、電子局在分子に対しては、さらに改良の必要があるとの結論を得た。

論文

Applicability of two-dimensional sensitivity calculation code: SENSETWO

関 泰; 飯田 浩正; 山内 通則*

Journal of Nuclear Science and Technology, 16(7), p.530 - 533, 1979/00

原研で開発した2次元感度計算コードSENSETWOの適用性を、核融合実験炉のトリチウム増殖比に対する炭素と鉄の断面積の感度を計算することにより調べた。1次摂動法に基づく本コードを用いた計算結果は直接計算の結果と1%以内で一致して本コードの妥当性が示された。さらにトーラスの内側と外側のブランケット組成が異なるトカマク型炉では、ブランケット核特性に両ブランケットが相互に及ぼす影響を調べる上で2次元計算モデルが有効であることを示した。

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