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論文

Unified description of the fission probability for highly excited nuclei

岩元 大樹; 明午 伸一郎

Journal of Nuclear Science and Technology, 56(2), p.160 - 171, 2019/02

 パーセンタイル:100(Nuclear Science & Technology)

放射線挙動解析コードPHITSは、加速器駆動核変換システムや核破砕中性子源施設等における放射能・被曝線量評価及び施設の遮蔽設計に重要な役割を演じるが、PHITSの核破砕反応を記述するモデルINCL4.6/GEMは核分裂生成物の収量を大幅に過小評価することが知られており、モデルの高度化が求められている。本研究では、核分裂生成物の収量予測に重要なパラメータとなる「核分裂確率」を現象論的に記述するモデルを提案し、このモデルを粒子輸送計算コードPHITSに組み込まれている脱励起過程計算コードGEMの高エネルギー核分裂モデルに適用した。実験値との比較の結果、広範囲 のサブアクチノイド核種に対する陽子入射,中性子入射及び重陽子入射反応に対して、核分裂断面積を統一的に予測でき、その予測精度は従来モデルよりも大幅に改善することを示した。さらに、本モデルを用いた解析により、核分裂生成物の同位体分布を精度よく求めるためには、核内カスケード過程計算コードINCL4.6における高励起残留核の記述の修正が必要であることを明らかにした。

論文

Progress of neutron-capture cross-section measurements promoted by ImPACT project at ANNRI in MLF of J-PARC

中村 詔司; 木村 敦; Hales, B. P.; 岩本 修; 芝原 雄司*; 上原 章寛*; 藤井 俊行*

JAEA-Conf 2018-001, p.199 - 203, 2018/12

ImPACTプロジェクトにおいて、長寿命核分裂生成物の中の$$^{135}$$Csについて、その中性子捕獲断面積測定をJ-PARCのMLF施設内に設置されているANNRI装置を用いて進めている。将来の測定のために$$^{79}$$Seサンプルの整備可能性の検討と並行して、安定Se同位体核種について、それらの中性子捕獲断面積測定も進めている。本発表では、放射性$$^{135}$$Cs試料の整備とそれを用いた照射試験、安定Se同位体の断面積測定などについて報告する。

論文

Research on neutron capture cross sections at J-PARC in ImPACT Project

中村 詔司; 木村 敦; Hales, B. P.; 岩本 修; 津幡 靖宏; 松村 達郎; 芝原 雄司*; 上原 章寛*; 藤井 俊行*

JAEA-Conf 2017-001, p.15 - 22, 2018/01

高レベル放射性廃棄物にかかわる環境負荷低減技術の基礎データとして、長寿命放射性核種の中性子核データが求められている。革新的研究開発推進プログラム(ImPACT)が平成26年10月より開始された。その事業の中の「核反応データ取得(Project 2)」で、原子力機構のプロジェクト研究として"J-PARC/MLF/ANNRIにおける中性子捕獲反応断面積測定研究"を開始した。本プロジェクト研究では、高レベル放射性廃棄物に含まれる長寿命核分裂生成核種(LLFP)のうち、$$^{135}$$Cs(半減期230万年)を選定し、中性子捕獲反応断面積を測定する。$$^{135}$$Csを測定する際には、試料中に化学的に分離できない$$^{137}$$Csが不純物として混在する可能性があり、$$^{135}$$Csのデータを精度よく測定するためには、不純物である$$^{137}$$Csの寄与を分ける必要がある。このために、併せて$$^{137}$$Cs等の同位体核種の中性子捕獲断面積データも測定する。また、試料の入手が困難なLLFP核種のうち$$^{79}$$Seについて、試料整備の可能性検討を行う。本発表では、ImPACT事業における本プロジェクト研究の開発計画の概要について、研究の目的、過去の報告データの現状、全体スケジュールと進捗などと併せて、現時点で得られている成果について発表する。

論文

Measurement of the $$^{240}$$Pu(n,f) cross-section at the CERN n_TOF facility; First results from experimental area II (EAR-2)

Stamatopoulos, A.*; Tsinganis, A.*; Colonna, N.*; 原田 秀郎; 木村 敦; n_TOF Collaboration*; 他126名*

EPJ Web of Conferences (Internet), 146, p.04030_1 - 04030_4, 2017/09

 被引用回数:2 パーセンタイル:4.05

The accurate knowledge of the neutron-induced fission cross-sections of actinides and other isotopes involved in the nuclear fuel cycle is essential for the design of advanced nuclear systems, such as Generation-IV nuclear reactors. Such experimental data can also provide the necessary feedback for the adjustment of nuclear model parameters used in the evaluation process, resulting in the further development of nuclear fission models. In the present work, the $$^{240}$$Pu(n,f) cross-section was measured at CERN n_TOF facility relative to the well-known $$^{235}$$U(n,f) cross section, over a wide range of neutron energies, from meV to almost MeV, using the time-of-flight technique and a set-up based on Micromegas detectors. This measurement was the first experiment to be performed at n_TOF new experimental area (EAR-2), which offers a significantly higher neutron flux compared to the already existing experimental area (EAR-1).Preliminary results as well as the experimental procedure, including a description of the facility and the data handling and analysis, are presented.

論文

Estimation of covariance matrices for nuclear data of $$^{237}Np$$, $$^{241}Am$$ and $$^{243}Am$$

中川 庸雄

Journal of Nuclear Science and Technology, 42(11), p.984 - 993, 2005/11

 被引用回数:8 パーセンタイル:44.28(Nuclear Science & Technology)

JENDL-3.3に格納されている$$^{237}Np$$, $$^{241}Am$$及び$$^{243}Am$$の核分裂断面積,捕獲断面積及び核分裂あたりの放出中性子数に対する共分散マトリックスを推定した。核分裂断面積の共分散はGMAコード,捕獲断面積のそれはKALMANコードを用いて推定した。低エネルギー領域では、共鳴パラメータの誤差を与えた。即発中性子数は一次関数を仮定して、共分散を求めた。遅発中性子については誤差のみを与えた。結果はENDF-6フォーマットで編集し、JENDL-3.3のデータと合わせたデータファイルを作成した。

論文

JENDL photonuclear data file

岸田 則生*; 村田 徹*; 浅見 哲夫*; 小迫 和明*; 真木 紘一*; 原田 秀郎*; Lee, Y.*; Chang, J.*; 千葉 敏; 深堀 智生

AIP Conference Proceedings 769, p.199 - 202, 2005/05

光核反応に対する核データは、高エネルギー電子加速器の遮蔽設計及び高エネルギー$$gamma$$線治療の分野に必要である。JENDL光核反応データファイルは、シグマ委員会の光核反応データ評価ワーキンググループによって整備された。われわれは多くの文献サーベイから、評価に必要な十分な実験データが圧倒的に不足しているので、光核反応データファイルを実験データのみから作成するのは困難であるという結論を得た。したがって、評価は統計模型核反応モデルの助けを借りて実施した。JENDL光核反応データファイルに格納される断面積データ等の物理量は、光吸収断面積,中性子,陽子,重陽子,三重陽子,$$^{3}$$He粒子,$$alpha$$粒子の収量及び二重微分断面積,同位体生成断面積である。アクチノイド核種に対しては、これに光核分裂断面積を加える。格納される$$^{2}$$Hから$$^{237}$$Npまでの68核種に対する最大光子入射エネルギーは140MeVである。

論文

Validation of minor actinide cross sections by studying samples irradiated for 492 days at the dounreay prototype fast reactor, 2; Burnup calculations

辻本 和文; 河野 信昭; 篠原 伸夫; 桜井 健; 中原 嘉則; 向山 武彦; Raman, S.*

Nuclear Science and Engineering, 144(2), p.129 - 141, 2003/06

マイナーアクチノイドの断面積データの検証のため、アクチノイドサンプルが英国PFRにおいて全出力換算日で492日間照射された。照射されたサンプルは、原研と米国オークリッジ国立研究所で成分分析された。お互いに独立なこれらの分析により、非常に有用な放射化学分析結果が得られた。主要核種($$^{235}$$U and $$^{239}$$Pu)とドジメータサンプルの予備燃焼解析結果をもとに、サンプル照射位置での中性子束を決定した。この論文(Part.2)では、燃焼解析と実験結果との比較を行った。その結果、$$^{234}$$U, $$^{238}$$Pu, Am及びCmに対するFIMAは若干計算値は課題評価する傾向にあるもの、おおむね計算値と実験値はよく一致していた。しかしこれらの核種に対する$$^{148}$$Ndの核分裂収率の誤差は非常に大きく、今後再評価していく必要があると考えられる。今回解析に用いたJENDL-3.2のMA核データに関しては、MAの核変換システムの概念検討には十分であるが、詳細設計を行うにはさらに改善されていく必要がある。幾つかの核種、特に$$^{238}$$Puと$$^{242}$$Puの断面積データは新たな測定データによる再評価が必要である。

論文

Validation of minor actinide cross sections by studying samples irradiated for 492 days at the dounreay prototype fast reactor, 2; Burnup calculations

辻本 和文; 河野 信昭; 篠原 伸夫; 桜井 健; 中原 嘉則; 向山 武彦*; Raman, S.*

Nuclear Science and Engineering, 144(2), p.129 - 141, 2003/06

 被引用回数:10 パーセンタイル:38.63(Nuclear Science & Technology)

マイナーアクチノイドの断面積データの検証のため、アクチノイドサンプルが英国PFRにおいて全出力換算日で492日間照射された。照射されたサンプルは、原研と米国オークリッジ国立研究所で成分分析された。お互いに独立なこれらの分析により、非常に有用な放射化学分析結果が得られた。本研究では、これらの放射化学分析データと燃焼解析による計算値との比較を行い、マイナーアクチノイド断面積データの検証を行った。その結果、$${}^{234}$$U、$${}^{238}$$Pu、Am及びCmに対するFIMAは、若干計算値は実験値を過大評価する傾向にあるものの、おおむね計算値と実験値はよく一致していた。しかし、これらの核種に対する$${}^{148}$$Ndの核分裂収率の誤差は非常に大きく、今後再評価していく必要があると考えられる。今回解析に用いたJENDL-3.2のMA核データに関しては、MAの核変換システムの概念検討には十分であるが、詳細解析を行うには今後さらに改善されていく必要がある。いくつかの核種、特に$${}^{238}$$Puと$${}^{242}$$Puの断面積データは新たな測定データによる再評価が必要である。

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。

報告書

Neutron and proton nuclear data evaluation for $$^{235}$$U and $$^{238}$$U at energies up to 250 MeV

Konobeyev, A. Y.; 深堀 智生; 岩本 修

JAERI-Research 2002-028, 69 Pages, 2002/12

JAERI-Research-2002-028.pdf:1.93MB

中間エネルギーにおけるウラン同位体$$^{235}$$Uと$$^{238}$$Uの核データ評価の基本的な内容を述べる。チャンネル結合光学モデルを使用し全断面積,反応断面積,散乱断面積の角度分布及び透過係数を求めた。励起原子核からの中性子と荷電粒子放出を直接、前平衡,蒸発モデルを用いて求めた。評価した中性子データは20MeV以下のデータのJENDL-3.3と合わせることにより、10$$^{-5}$$eVから25MeVまでの全エネルギー領域でのデータセットが得られた。陽子データの評価は1から250MeVまで行った。

論文

Calculation of fission reaction in the framework of QMD + SDM

岩本 修; Rong, J.; 深堀 智生; 千葉 敏

Journal of Nuclear Science and Technology, 39(Suppl.2), p.128 - 131, 2002/08

10MeVから10GeVの核子入射による核分裂断面積とフラグメント分布を量子分子動力学(QMD)と統計模型(SDM)により計算した。$$^{197}$$Auと$$^{209}$$Biと$$^{238}$$Uに対する核分裂断面積を計算し実験値と比較した。計算値は実験値を比較的よく再現している。また1.6GeVと190MeVにおける陽子の入射エネルギーで、それぞれ$$^{208}$$Pbと$$^{232}$$Thに対し質量及び電荷分布を計算した。

報告書

Comparison of (n,2n) and (n,3n) reaction cross sections for fission products in JENDL-3.2 with available experimental and other evaluated cross section data

Manokhin, V. N.*; 小田野 直光; 長谷川 明

JAERI-Data/Code 2001-019, 169 Pages, 2001/07

JAERI-Data-Code-2001-019.pdf:5.26MB

JENDL-3.2に格納されている核分裂生成物核種のしきい反応断面積の妥当性検証のため、Ge~Tbの155核種について、(n,2n)及び(n,3n)反応断面積を、実験データ、様々な評価済み核データライブラリ、系統式による評価結果と比較した結果をまとめた。本報告書では、断面積データの比較のためのプロット図をまとめるとともに、JENDL-3.2の断面積データの問題点についても議論した。

報告書

DCHAIN-SP 2001: 高エネルギー粒子誘導放射能計算コード

甲斐 哲也; 前川 藤夫; 小迫 和明*; 春日井 好己; 高田 弘; 池田 裕二郎

JAERI-Data/Code 2001-016, 82 Pages, 2001/03

JAERI-Data-Code-2001-016.pdf:4.22MB

原研/KEKの大強度陽子加速器計画諸施設の誘導放射能にかかわる安全設計計算に資するため、高エネルギー粒子誘導放射能計算コードDCHAIN-SPの高度化を行い、2001年版を作成した。高度化の内容は以下の3点である。(1)核分裂収率データを組み込み、核分裂性物質を取り扱う長寿命放射性廃棄物の核変換のため実験施設設計への応用を可能にした。(2)20MeV以下の放射化断面積データの改訂を行った。特に水銀,鉛,ビスマス,トリチウム生成の断面積について詳細な検討を行った。(3)入出力に関するユーザインタフェイスの強化を行った。また、コードの使用に必要なマニュアル,インストールと実行手順,及びサンプル問題を付録として添付した。

報告書

Evaluation of fission cross sections and covariances for $$^{233}$$U,$$^{235}$$U,$$^{238}$$U,$$^{239}$$Pu,$$^{240}$$Pu,and $$^{241}$$Pu

河野 俊彦*; 松延 廣幸*; 村田 徹*; 瑞慶覧 篤*; 中島 豊*; 川合 將義*; 岩本 修; 柴田 恵一; 中川 庸雄; 大澤 孝明*; et al.

JAERI-Research 2000-004, p.76 - 0, 2000/02

JAERI-Research-2000-004.pdf:2.39MB

評価済核データライブラリーJENDL-3.3作成のために、アクチニド核種の核分裂断面積を決定する計算コードSOKを開発した。このコードでは各反応の絶対測定及び相対測定(例えば、Pu-239の核分裂断面積とU-235の核分裂断面積の比)が考慮でき、それらすべてのデータに対する最小自乗フィットにより断面積を求めることができる。今回求めたのはU-233,U-235,U-238,Pu-239,Pu-240及びPu-241の核分裂断面積及びその共分散(誤差)である。本報告書では、評価の手法及び実験値のデータベースについて述べるとともに、得られた結果を評価済データJENDL-3.2及びENDF/B-VIと比較し検討する。

報告書

Neutron data evaluation of $$^{238}$$U

V.M.Maslov*; Y.V.Porodzinskij*; 長谷川 明; 柴田 恵一

JAERI-Research 98-040, 64 Pages, 1998/08

JAERI-Research-98-040.pdf:2.45MB

$$^{238}$$Uの中性子核データの評価を共鳴領域より上のエネルギー範囲で行った。評価には、Hauser-Feshbach-Moldauer理論、チャンネル結合模型及び二山核分裂障壁模型等による理論計算が用いられた。非弾性散乱の直接過程成分の計算には、soft-rotator及びrigid-rotator模型が用いられている。全断面積、弾性・非弾性散乱断面積、中性子捕獲断面積、(n,2n),(n,3n),(n,4n)反応断面積、核分裂断面積及び放出中性子スペクトルの評価値が得られた。

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

HETC-3STEP calculations of proton induced nuclide production cross sections at incident energies between 20 MeV and 5 GeV

高田 弘; 義澤 宣明*; 石橋 健二*

JAERI-Research 96-040, 91 Pages, 1996/08

JAERI-Research-96-040.pdf:2.2MB

OECD/NEA国際コード比較のために、$$^{16}$$O、$$^{27}$$Al、$$^{nat}$$Fe、$$^{59}$$Co、$$^{nat}$$Zr及び$$^{197}$$Auに20MeVから5GeVの陽子を入射した場合の核種生成断面積を前平衡過程及び高エネルギー核分裂過程を考慮した核内カスケード・蒸発モデルに基づくHETC-3STEPコードを用いて計算した。コードではIgnatyukによる準位密度パラメータ、AudiとWapstraの質量表及びTachibanaらの質量公式を蒸発計算部で新規に用いた。計算結果と実験結果の比較により、HETC-3STEPコードは$$^{nat}$$Zr及び$$^{197}$$Au標的核において標的核に近い質量数の核種生成について100MeV以上の入射エネルギーでファクター2~3の精度で予測できることを確認した。しかしながら、低エネルギー陽子入射による核種生成、数百MeV以上の陽子入射により誘起されるフラグメンテーション過程からの軽い核種の生成に関する予測精度は良くなく、モデルの改良が必要である。

論文

Measurements of thermal neutron capture cross sections and resonance integrals of long-lived fission product nuclei

加藤 敏郎*; 緒方 良至*; 原田 秀郎*; 中村 詔司*; 関根 俊明; 初川 雄一

Global 1995,Int. Conf. on Evaluation of Emerging Nuclear Fuel Cycle Systems, 2, p.1552 - 1559, 1995/00

長寿命の核分裂生成物の消滅に関する基礎データとして、著者らがこれまでに行った中性子捕獲断面積測定実験の方法と結果をまとめた。対象核種は$$^{137}$$Cs、$$^{90}$$Sr、$$^{99}$$Tc、$$^{129}$$Iである。放射化学的方法によってターゲット核種及び生成核種の原子数を求め、断面積を決定した。原子炉中性子照射では、ターゲットをカドミウム箔でカバーした場合と、しない場合の両方を行い、熱中性子断面積と共鳴積分を求めた。

報告書

JNDC FP Decay and Yield Data

井原 均; 松本 純一郎; 田坂 完二; 秋山 雅胤*; 吉田 正*; 中嶋 龍三*

JAERI-M 9715, 117 Pages, 1981/09

JAERI-M-9715.pdf:4.54MB

崩壊熱の総和計算に用いられる、1172の核分裂生成物核種にたいする崩壊データと収率データを、崩壊連鎖図と表を用いて、データ・ブック的な見易い形にまとめた。このデータの内容は、シグマ委員会、崩壊熱評価ワーキング・グループによる評価結果からなり、最近崩壊熱実験データの説明に注目すべき成果を上げている。なお80核種にたいする中性子捕獲断面積も表示されている。核分裂生成物の質量数は66から172までの範囲にわたってとられている。

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