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報告書

PHITSコードによる中性子照射下ベリリウムからの反跳トリチウム放出率計算(共同研究)

石塚 悦男; Kenzhina, I. E.*; 奥村 啓介; 竹本 紀之; Chikhray, Y.*

JAEA-Technology 2016-022, 35 Pages, 2016/10

JAEA-Technology-2016-022.pdf:3.73MB

試験研究炉の一次冷却水中へのトリチウム放出機構解明の一環として、ベリリウム炉心構成材からの反跳トリチウム放出率を評価するためPHITSコードを用いた場合の計算方法について検討した。この結果、線源に中性子またはトリトンを用いた場合、両者とも反跳トリチウム放出率は同程となったが、トリトン線源の計算速度が2桁程度速いことが明らかとなった。また、トリトン線源を用いて反跳トリチウム放出率を有効数字2桁の精度で求めるためには、単位体積あたりのヒストリー数が2$$times$$10$$^{4}$$ (cm$$^{-3}$$)程度になるまで計算すれば良いことが明らかとなった。更に、トリトン線源を用いてベリリウム炉心構成材の形状と反跳トリチウム放出率の関係を調べたところ、反跳トリチウム放出率はベリリウムの体積当たりの表面積に対して線形となったが、従来の式を使って求めた値の約半分となった。

論文

高エネルギー粒子輸送解析のための中性子計測

西谷 健夫; 長壁 正樹*; 篠原 孝司; 石川 正男

プラズマ・核融合学会誌, 80(10), p.860 - 869, 2004/10

DTまたはDD燃焼を行うプラズマにおける高速イオン挙動の研究手段として中性子計測は非常に有効である。これらの燃焼プラズマにおける中性子発生過程と中性子計測法を手短かに説する。さらに中性子計測を利用した高速イオン挙動の研究の例として、JT-60の中性粒子(NB)加熱プラズマにおける中性子発生量測定を用いた中性子発生過程解析,短パルスNB入射後の中性子発生量応答を利用した高速粒子閉じ込め研究,トリトン燃焼による3MeVトリトンの閉じ込め研究,アルフベン固有モード時の高速イオン吐き出し効果研究及び$$alpha$$粒子ノックオン高エネルギーテイル測定による$$alpha$$粒子密度測定について紹介する。

論文

Development of micro-strip gas chamber with individual readout

中村 龍也; 正岡 聖; 山岸 秀志; 曽山 和彦; 相澤 一也

Proceedings of ICANS-XVI, Volume 1, p.441 - 446, 2003/07

本発表では原研におけるマイクロストリップガスチャンバーを用いた二次元中性子ガス検出器の開発状況を報告する。われわれの目標とする検出器性能は、計数率$$>$$10$$^{6}$$${it cps/mm}$$$^{2}$$,位置分解能$$<$$1${it mm}$,検出効率$$>$$60%@1.8${it A}$,良好なn/gamma弁解能を持つものである。そのためわれわれは、ポリミド基盤上に製作されたマイクロストリップ型信号検出素子と、10気圧のガス圧に耐え、かつ全信号ライン(256ch)の個別読み出しを可能とする高密度フィードスルーを備えたガスチャンバーとからなる二次元中性子ガス検出器の開発を進めてきた。このほど、本検出器の飛程測定性能を確認する目的で中性子捕獲反応により生じるプロトン,トリトンの飛程測定を行ったところ、3気圧,10$$%$$エタン混合ヘリウムのガス条件において理論計算と誤差範囲で一致する測定結果(プロトン,トリトンそれぞれ9.5mm, 3mm)を得た。このことから本中性子検出器が良好な二次粒子飛程測定性能を持つことを実証した。

報告書

中性子散乱実験用マイクロストリップガスチェンバーの開発; エンコードボードの開発とシミュレーション

正岡 聖; 中村 龍也; 山岸 秀志; 曽山 和彦

JAERI-Research 2003-012, 14 Pages, 2003/06

JAERI-Research-2003-012.pdf:1.58MB

大強度陽子加速器施設での中性子散乱実験用の高速・高効率・高位置分解能の2次元中性子検出器として、マイクロストリップガスチェンバー(Micro-strip Gas Chamber: MSGC)の開発を行っている。今回FPGA(Field-Programmable Gate Array)を搭載したエンコードボードを開発した。FPGAは、そのロジックをプログラミングすることによって、MSGCからの信号をデジタル処理することができ、プロトンとトリトンが形成するトラックの情報を読み出すことができる。したがって、我々は、一連のデータ処理システムを使って近似的にトラックの中点を中性子核反応位置として表示する方法で位置情報を得ることができる。実際の中性子照射実験を想定してシミュレーションを行った結果、現在のデータ処理システムで1.6mm以下の位置分解能が得られることがわかった。

論文

Tritium distribution in JT-60U W-shaped divertor

正木 圭; 杉山 一慶*; 田辺 哲朗*; 後藤 純孝*; 宮坂 和孝*; 飛田 健次; 三代 康彦; 神永 敦嗣; 児玉 幸三; 新井 貴; et al.

Journal of Nuclear Materials, 313-316, p.514 - 518, 2003/03

 被引用回数:54 パーセンタイル:95.06(Materials Science, Multidisciplinary)

トリチウム残留量の評価及び吸蔵過程の解明のために、JT-60U W型ダイバータタイルにおけるトリチウム分布を、イメ-ジングプレ-ト技術(TIPT)及び燃焼法により測定した。その結果、発生したトリチウムの約10%がダイバータ領域に残留し、そのトリチウム濃度は、ドーム頂部及び外側バッフル板タイルで高く($$sim$$60 kBq/cm$$^{2}$$)、ダイバータターゲットタイルでは低かった($$sim$$2 kBq/cm$$^{2}$$)。DD反応で生成されるトリトンの粒子軌道計算の結果、第一壁及びダイバータタイルに打ち込まれるトリトンの粒子束分布は、TIPT及び燃焼法で得られたポロイダル分布結果と一致した。また、このトリチウム分布は、測定された再堆積層の分布状態との相関は認められなかった。これらの結果から、JT-60Uでのトリチウム分布は、プラズマ中におけるトリトンの粒子損失を反映していることがわかった。

報告書

核融合炉ブランケット照射試験データ解析プログラム

中道 勝; 圷 久*; 山口 勝義*; 土谷 邦彦; 河村 弘; 伊藤 治彦

JAERI-Data/Code 2002-010, 288 Pages, 2002/03

JAERI-Data-Code-2002-010.pdf:35.19MB

核融合炉ブランケット照射試験データ解析プログラムは、材料試験炉(JMTR)で実施しているトリチウム増殖材微小球充填体の照射試験における照射挙動評価を行うためのものであり、照射試験データ収集・表示システム(TRITON)及び照射試験体内トリチウム分布表示システム(MARINE)から構成されている。TRITONは、ブランケット照射試験用の照射設備(スイープガス装置及び試験体制御盤)の100ms毎の各種計装機器データを光ケーブルを介して居室側へ転送し、DEC 3400を用いてデータの収集,保存及び表示するものである。MARINEは、DEC Alpha Station 255/233及びDell precision210を用いて、TRITONで収集した100ms毎のデータをイントラネットを介して収集及び保存し、本データを用いて、照射試験体内の温度分布,トリチウム分布計算をリアルタイムでの解析又は保存データからのヒストリ解析を行うものである。

論文

Triton burnup measurements using scintillating fiber detectors on JT-60U

西谷 健夫; 磯部 光孝*; G.A.Wurden*; R.E.Chrien*; 飛田 健次; 草間 義紀; 原野 英樹*

Fusion Engineering and Design, 34-35, p.563 - 566, 1997/00

 被引用回数:16 パーセンタイル:76.66(Nuclear Science & Technology)

ロスアラモス研との協同研究により、シンチレーションファイバーを利用した14MeV中性子検出器を開発し、JT-60Uの重水素プラズマ中で発生したトリトンの燃料で二次的に放出される14MeV中性子の測定を行った。NBI実験時の14MeV中性子強度の時間変化を、古典的減速理論に基づいて解析することにより、高速トリトンの拡散係数を0.05~0.15m$$^{2}$$/sと評価した。またその値は、トロイダルリップル率に伴って増加することを示した。またICRF加熱時に発生するTAE不安定性では、周辺部の高速トリトンが損失することが観測された。

論文

Triton burn-up study in JT-60U

西谷 健夫; Hoek, M.; 原野 英樹*; 磯部 光孝*; 飛田 健次; 草間 義紀; Wurden, G. A.*; Chrien, R. E.*

Plasma Physics and Controlled Fusion, 38(3), p.355 - 364, 1996/03

 被引用回数:33 パーセンタイル:72.07(Physics, Fluids & Plasmas)

新たに開発したシンチレーションファイバ検出器を使用し、トリトン燃焼の時間変化の測定を行った。NBI停止後の14MeV中性子発生率を古典的減速理論に基づいた計算によって解析した結果、高速トリトンの拡散係数は0.05~0.15m$$^{2}$$/sであり、かつトロイダルリップル率とともに増加することが解った。またショット平均のトリトン燃焼率は0.3~2%であり、小半径、内寄せプラズマ(高$$beta$$$$_{p}$$配価)の方が大きい傾向にあることが解った。

論文

Neutron yield measurements by use of foil activation at JT-60U

M.Hoek*; 西谷 健夫; 池田 裕二郎; 森岡 篤彦

Review of Scientific Instruments, 66(1), p.885 - 887, 1995/01

 被引用回数:22 パーセンタイル:83(Instruments & Instrumentation)

DDプラズマにおけるトリトン燃焼率測定のために、気送管を使用した、放射化箔測定装置をJT-60Uに取り付けた。照射端は、計測ポート内に挿入され、プラズマ表面から30~50cmの所に位置しており、5mm厚のポート壁を介して、プラズマを見込んでいる。DDプラズマにおいて、トリトン燃焼による14MeV中性子を選択的に測定するために、10MeV前後にしきい値を有する、Si(n,p)、Al(n,p)、$$^{63}$$Cu(n,2n)反応を使用した。2.5MeV中性子に対しては、In(n,n′)(しきい値約0.8MeV)を使用した。トーラス全体の中性子発生量と放射化箔の反応率との関係は、MCNPコードによる中性子モンテカルロ計算で決定した。JT-60Uにおけるトリトン燃焼率は0.5~1%で、古典的減速モデルから予想される値の約1/2であった。

論文

Triton burnup study in JT-60U

西谷 健夫; M.Hoek*; 原野 英樹*; G.A.Wurden*; R.E.Chrien*; 磯部 光孝*; 飛田 健次; 草間 義紀

22nd European Physical Society Conf. on Controlled Fusion and Plasma Physics,Vol. 19C,Part II, 0, p.2.061 - 2.064, 1995/00

ロスアラモス研究所との協力により、シンチレーションファイバを使用した中性子検出器をJT-60Uに取り付け、DDプラズマ中で、トリトン燃焼により発生する14MeV中性子の時間変化を10msの時間分解能で測定することに成功した。NBI停止後、14MeV中性子強度は指数関数的に減衰し、その時定数は典型的な高$$beta$$p配位において400~500msであり、古典的減速理論に基づく解析を行った結果、拡散係数として~0.05m$$^{2}$$/sが得られた。講演では、トリトン燃焼に与えるリップル損失の効果及びMHD不安定性の効果についても述べる予定である。

論文

Effects of radio-frequency-induced radial diffusion on triton burnup

山極 満

Physics of Plasmas, 1(1), p.205 - 207, 1994/01

 被引用回数:4 パーセンタイル:27.7(Physics, Fluids & Plasmas)

イオンサイクロトロン周波数帯基本波加熱をともなうD($$^{3}$$He)プラズマにおいて高周波誘起径方向拡散がトリトン燃焼にもたらす効果について解析を行う。トリトン速度分布関数は径方向拡散項を含むフォッカープランク方程式より決定される。高周波パワーがプラズマ中心に極度に局在化する場合には、トリトンは第2高調波共鳴による高周波誘起拡散のために中心から追いやられ、D-T反応による14MeV中性子放射プロファイルが極端に平坦化される可能性がある。このことは中性子計測のみを通してイオンの高周波誘起径方向拡散が実証されるかもしれないことを意味する。

報告書

構造化プログラミング支援ツールEOS77

徳田 伸二; 常松 俊秀; 竹田 辰興

JAERI-M 86-159, 32 Pages, 1986/11

JAERI-M-86-159.pdf:0.81MB

TRITON計画の一環として構造化プログラミングを支援するプリプロセッサEOS77を開発した。EOS77は既に開発されているEOSの上位バ-ジョンであり FORTRAN77に準拠している。さらに、EOS77は構造化プログラムを開発する上で有効ないくつかの拡張機能を備えている。このプリプロセッサ・システムは大規模計算機コ-ドを開発し利用する上で有効である。

報告書

ソフトウエア情報管理コードPLUTO-R

常松 俊秀; 奈良岡 覧逸*; 安達 政夫*; 竹田 辰興

JAERI-M 84-185, 31 Pages, 1984/10

JAERI-M-84-185.pdf:0.81MB

核融合プラズマ解析のためのTRITONコード・システムの支援コードの一つとしてソフトウェア情報管理コード(PLUTO-R)が開発された。このコードは、TRITONコード・システムの要素コードに関する参考文献類を管理することを目的に、特に、入力操作が簡便にできることを主眼に開発されたものである。データ入力操作に経験と熟練が不要であるために、本来の目的を離れて一般の小規模な技術システムを構築する際にも手軽に利用できるコードとなっている。本報告書は、PLUTO-Rコードの全般的説明と利用手引きを与えるものである。

論文

Integrative graphic subroutine package ARGUS-V4

竹田 辰興; 常松 俊秀; 徳田 伸二

Comput.Phys.Commun., 34, p.15 - 29, 1984/00

 被引用回数:1 パーセンタイル:20.55(Computer Science, Interdisciplinary Applications)

総合的図形表示サブルーチン・パッケージの新しい考え方が考案され、ARGUS-V4パッケージとして具体化された。基本的考え方は、どのような図形表示手順においても次の三つの基礎的手順から構成されていることである。即ち、図形データの登録、希望する図形表示フォーマットに合わすための処理、図形の表示。このパッケージは、このような基礎的手順に関して明確に区別されたサブルーチン群から構成されている。このパッケージを用いることにより、科学技術関係のプログラム中の図形表示部分のコーディングが容易になり、プログラムが見易くなる。ARGUS-V4パッケージはFORTRAN77言語を用いて書かれており、またCALCOMPライブラリの基本的サブルーチンのみを使用しているので少しの変更で種々の計算機システムにおいて利用することが可能である。

報告書

最近の原研コード・システム

原子力コード研究委員会

JAERI-M 83-208, 164 Pages, 1983/12

JAERI-M-83-208.pdf:4.52MB

日本原子力研究所において最近いくつかのコード・システムが開発され、利用されている。コード・システムを構築し、維持することは容易ではないが、その事実はあまり知られていない。その故に、最近の原研コード・システムのいくつかの設計の考え方、特徴、必要となる計算機の機能、開発に投じたマンパワーに関する情報を明らかにすることは有用であろう。本報告では、原子力コードの総合化に要するマンパワーに関する一般的議論の後に、熱中性子炉解析のSRAC、トカマクMHD解析のTRITON、緊急時環境線量予測のSPEEDI、放射線遮蔽解析のRADHEAT-V4の4コード・システムを例して取りあげ、コード・システム構築、維持の問題を論じた。

報告書

可変配列サイズ・プログラムのためのプリプロセッサ・システム``EOS''

竹田 辰興; 常松 俊秀; 栗田 源一

JAERI-M 82-097, 64 Pages, 1982/08

JAERI-M-82-097.pdf:1.55MB

TRITON計画の一環として、配列サイズに変数および算術式を許したプログラム(EOSソース・プログラム)をフォートラン・ソース・プログラムに変換するプリプロセッサ(EOSプリプロセッサ)が開発された。これは、フォートラン・ソース・プログラムをEOSソース・プログラムに変換する逆EOSプリプロセッサと合せてEOSプリプロセッサ・システムを構成する。EOSプリプロセッサを利用することによりプログラム内の配列サイズの変更が著しく容易になるので、このプリプロセッサ・システムは大規模計算機コードを開発し、利用する上で極めて有効である。本報告書は、EOSプリプロセッサ・システムの使用手引書としても利用可能である。

報告書

MHD Stability Analyses of a Tokamak Plasma by Time-Dependent Codes

栗田 源一

JAERI-M 82-093, 56 Pages, 1982/07

JAERI-M-82-093.pdf:2.28MB

トカマク・プラズマのMHD的ふるまいが時間依存コードを使って数値的に調べられた。まず理想MHDモードに関して位置不安定性を含んだ外部不安定性の解析を行なった。そのために線形と非線形の理想MHDコードが開発された。線形コードによって外部キンク不安定性に対するトロイダル効果と導体壁の効果が詳しく調べられた。又新しいリゾーニングのアルゴリズムを考案しそれが円筒配位に於て軸対称なプラズマの摂動を数値的に充分良く表現することを示した。次に抵抗MHDモードに関して我々は簡約化された抵抗MHD方程式を使った非線形コードを開発した。そのコードを使って我々は大破壊型不安定性の過程と低n抵抗モードの性質を調べた。そしてトロイダル効果と有限ポロイダルベータの効果が重要であることを見出した。その結果から大破壊型不安定性の初期化に関して新しいシナリオを提案した。

報告書

TRITONシステム管理コードHARMONIA,F75

竹田 辰興; 常松 俊秀; 岡田 高光*

JAERI-M 9096, 103 Pages, 1980/10

JAERI-M-9096.pdf:2.29MB

TORITONシステムの管理コード「HARMONIA-F75」(原研のFACOM230-75計算機システム用)について記す。HARMONIA開発の主目的は次のとおりである:(1)コード間の関係、検索の為のキーワード、一般情報等、コードに関する情報をインデックス・ファイルに保存することによって計算コード類を管理する、(2)計算機システムの磁気テープやディスク・パックの相互間のコードあるいはコードの組の転送を容易にする。等々。HARMONIAの機能を十分に使えば、核融合計算コードの開発や利用に際しての重複した努力はかなり減少させられると考えられる。本報告書は、HARMONIA-F75の利用手引書としても使える。TRITONシステムのコード開発に関する情報は、このコードの使用例として記されている。

論文

Recoil ranges of 2.73 MeV tritons and yields of $$^{1}$$$$^{8}$$F produced by the $$^{1}$$$$^{6}$$O(t,n)$$^{1}$$$$^{8}$$F reaction in neutron-irradiated lithium compounds containing oxygen

工藤 博司; 田中 吉左右

Journal of Chemical Physics, 72(5), p.3049 - 3052, 1980/00

 被引用回数:5 パーセンタイル:26.57(Chemistry, Physical)

構成原子として酸素を含むリチウム化合物を熱中性子で照射すると、$$^{6}$$Li(n,$$alpha$$)Tおよび$$^{1}$$$$^{6}$$O(t,n)$$^{1}$$$$^{8}$$F反応によって系内に$$^{1}$$$$^{8}$$Fが生成する。固相でのこの連続する核過程を詳細に検討し、この連続過程により生ずる$$^{1}$$$$^{8}$$Fの収率を決定する因子を解明した。実際に酸化リチウム(Li$$_{2}$$O),水酸化リチウム(LiOH)など10数種の結晶粉末を原子炉で照射し、$$^{1}$$$$^{8}$$Fの収率を求めたところ、計算値と実測値の間に非常によい一致が見られ、この連続過程に対する理論的取扱の正しさが証明された。一方、実測の$$^{1}$$$$^{8}$$F収率から反跳トリチウムの飛程が求められ、Li$$_{2}$$O(S)では6.2$$pm$$0.4mgcm$$^{-}$$$$^{2}$$,LiOH(S)では7.1$$pm$$0.6mgcm$$^{-}$$$$^{2}$$,Li$$_{2}$$CO$$_{3}$$では7.0$$pm$$0.6mgcm$$^{-}$$$$^{2}$$などの値が得られた。

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