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論文

Estimation method of prompt neutron decay constant reducing higher order mode effect by linear combination

方野 量太

Nuclear Science and Engineering, 193(4), p.431 - 439, 2019/04

パルス中性子実験によって測定される即発中性子減衰定数に対する高次モードの影響を、線形結合によって低減させる「線形結合法」を提案した。空間高次モードを考慮した時のパルス入射後の中性子計数の時間進展は、複数の指数関数の線形結合で与えられる。しかし、従来法は単一の指数関数によってフィッティングを行うため、測定結果は高次モードに起因する系統的誤差を含んでいた。提案手法は複数の検出器において測定された中性子時間進展を線形結合させることによって、基本モードに対応する指数関数を抽出してフィッティングを行い、したがって高次モードの影響を低減する。適用性検証のため、提案手法を数値計算に適用した。結果は提案手法は高次モードの影響を線形結合によって低減できることを示した。

論文

On-line subcriticality measurement using a pulsed spallation neutron source

岩元 大樹; 西原 健司; 八木 貴宏*; Pyeon, C.-H.*

Journal of Nuclear Science and Technology, 54(4), p.432 - 443, 2017/04

 被引用回数:4 パーセンタイル:27.27(Nuclear Science & Technology)

To investigate the applicability of the pulsed neutron source (PNS) method using a pulsed spallation neutron source (PSNS) for an on-line subcriticality monitoring system for an accelerator-driven system (ADS), a subcriticality experiment is conducted using Kyoto University Criticality Assembly (KUCA) in combination with the fixed-field alternating gradient (FFAG) accelerator. Reactivity values obtained from different traditional techniques, the area-ratio method and the $$alpha$$-fitting method, are discussed with respect to the applicability to on-line subcriticality monitoring. The result shows that the area-ratio method robustly and accurately monitors subcriticality in shallow subcritical states of negative reactivity of up to a few dollars; however with this method, it faces problems with temporal fluctuations, spatial dispersion, and sensitivity to the proton-beam current with increasing depth of subcriticality. As a complement to this method, it is shown that the $$alpha$$-fitting method alleviates such problems in deep subcritical state. Moreover, a proposed fitting technique using the maximum-likelihood estimation method based on the Poisson distribution is robust enough to be applicable for measuring negative reactivity of up to roughly nine dollars.

論文

Kinetic parameter $$beta_{rm eff}/ell$$ measurement on low enriched uranyl nitrate solution with single unit cores (600$$phi$$, 280T, 800$$phi$$) of STACY

外池 幸太郎; 三好 慶典; 菊地 司*; 山本 俊弘

Journal of Nuclear Science and Technology, 39(11), p.1227 - 1236, 2002/11

 被引用回数:17 パーセンタイル:22.33(Nuclear Science & Technology)

STACYにおいて、低濃縮硝酸ウラニル水溶液の動特性パラメータ$$beta_{rm eff}/ell$$を、パルス中性子法により測定した。ウラン濃度を193.7gU/$$ell$$から432.1gU/$$ell$$の範囲で変化させ、測定を系統的に繰り返した。用いた炉心タンクは、直径600mm及び直径800mmの2基の円筒タンクと、厚さ280mm,幅700mmの平板タンクである。本報告では、溶液燃料条件,臨界液位,測定を行った未臨界液位,測定された中性子束時間減衰の減衰定数,外挿された$$beta_{rm eff}/ell$$などの実験データを、パルス中性子法の説明とともに示す。また、拡散コードであるSRACシステムのCITATIONと核データライブラリJENDL 3.2を用いて、$$beta_{rm eff}/ell$$の計算も行った。これらの$$beta_{rm eff}/ell$$の測定値と計算値はよく一致している。

論文

Measurement of control rod reactivity worth in axially heterogeneous fuel core (VHTRC-4) by PNS method

秋濃 藤義; 竹内 素允; 小野 俊彦; 藤崎 伸吾

PHYSOR 96: Int. Conf. on the Physics of Reactors, 2, p.E281 - E289, 1996/00

HTTRの核設計における制御棒の核計算精度を検討するため、軸方向にウラン濃縮度が2-4-6%と異なるVHTRC-4炉心の中央カラムにHTTRの制御棒模擬体を1本全長挿入した反応度価値をPNS法で測定した。測定値はBF$$_{3}$$検出器を燃料領域内の48点に配置した空間積分法及び即発中性子減衰定数を用いる修正King-Simmons式から求めた。測定値として20.0$$pm$$0.3$を得た。実験解析はSRACコード及びモンテカルロ法GMVPコードを用いて10群で行った。計算値は18.6$及び19.0$$pm$$0.3$となり測定値より7~5%小さく見積ったが、HTTRの核設計の要請精度10%以内を満たした。

論文

Measurement of overall temperature coefficient of reactivity of VHTRC-1 core by pulsed neutron method

山根 剛; 安田 秀志; 秋濃 藤義; 金子 義彦

Journal of Nuclear Science and Technology, 27(2), p.122 - 132, 1990/02

高温工学試験研究炉(HTTR)の核的温度特性に関する設計計算精度を検証するために、高温ガス炉臨界実験装置(VHTRC)において、VHTRC-1炉心の反応度温度係数を測定した。VHTRCは、低濃縮二酸化ウラン被覆粒子を用いたピン・イン・ブロック型燃料の炉心をもつ臨界集合体である。集合体全体を電気加熱により昇温して、200$$^{circ}$$Cまでの温度上昇に伴う反応度変化をパルス中性子法により測定し、等温条件下での反応度温度係数を求めた。その結果、反応度温度係数は25$$^{circ}$$C~200$$^{circ}$$Cの範囲で平均-1.71$$times$$10$$^{-4}$$$$Delta$$k/k/$$^{circ}$$Cであり、またその絶対値は高温領域に比べて室温付近で20%小さくなった。SRACコードシステムにより核データとしてENDF/B-IVを用いて解析したところ、計算はこの実験結果をよく再現することができた。

報告書

高検出効率・高空間分解能中性子検出器の開発と炉物理実験への応用

東條 隆夫

JAERI-M 8426, 75 Pages, 1979/09

JAERI-M-8426.pdf:2.65MB

中性子増倍体系内の熱中性子検出を目的として、ZnS(Ag)、$$^{6}$$LiFおよびポリエチレンからなるシンチレーターを製作し、その特性を明らかにした。このシンチレーターと長い光導体から成る検出器を開発し、U-H$$_{2}$$O臨界未満実験装置を用いた次の炉物理実験に応用した。(1)カドミウム比の測定、(2)無限増倍係数の測定、(3)材料バックリングの測定、(4)パルス中性子法による即発中性子寿命の測定。これらの実験を通して、体系内の中性子を高検出効率、高空間分解能および$$gamma$$線不感の検出器特性によって効果的に測定できることが明らかになり、炉物理量の空間依存性等を明確にすることができた。一方、放射化検出器の放射能強度をGM計数装置で測定する際に、問題となる計数損失補正を正確に行うため、新しい測定法の導入により分解時間の計数率依存性を明らかにした。また、偶然の同時計数に注目して、計数損失補正を自動的に行える測定原理を創出し、これによって従来補正を正確に行えなかった計数率領域においてもGM計数装置の使用を可能にした。

論文

Analysis of dieaway experiments in a uranium-238 sphere

後藤 頼男

Journal of Nuclear Science and Technology, 10(10), p.619 - 625, 1973/10

劣化ウラン球体系における高速パルス中性子実験の解析を時間依存多群拡散方程式を用いて行った。時間の短い所での正確な解を求めるために鏡像原理を用いた。逆ラプラス、フーリェ変換は数値的に行った。使った群定数はYOM20群定数とJAERI-FAST70群を20群に縮約したものを用いた。実験と比較した結果、一度も散乱せずに源の中性子が飛んで来るような非常に時間の短かい所をのぞいて拡散方程式で充分記述しうることが明らかになった。この方法をP$$_{1}$$近似に拡張すれば一層良い結果が得られる。

口頭

Reactor physics experiments using transmutation physics experimental facility for research and development of accelerator-driven system

岩元 大樹; 西原 健司; 菅原 隆徳; 辻本 和文; 佐々 敏信; 前川 藤夫

no journal, , 

The effectiveness of reactor physics experiments using Transmutation Physics Experimental Facility (TEF-P) in J-PARC was analysed from the viewpoint of the reduction of uncertainties in the calculated reactor physics parameters (criticality and coolant void reactivity) of the ADS proposed by JAEA. The analysis was conducted by the nuclear-data adjustment method using JENDL-4.0 on the assumption that several types of reactor physics experiments using minor actinide bearing fuel will be performed in TEF-P. It was found that a combination of various experiments and database of existing experimental data was effective in reducing the uncertainties. As the typical result, 1.0% of uncertainty in calculated criticality value can be reduced to 0.4%. As an elemental device development for TEF-P, we developed an online subcriticality monitor. Through experiments using Kyoto University Critical Assembly (KUCA) and the FFAG proton accelerator, it was confirmed that this device could be applicable to measure deep subcriticality around 10$ below the critical condition.

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