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米田 政夫; 山本 和喜; 佐川 尚司; 一色 正彦*; 川崎 幸三*; 山下 清信
no journal, ,
シリコン中にリンを均一に添加できる中性子ドーピング(NTD:Neutron Transmutation Doping)法によって製造される高品質シリコンウェーハは、パワーデバイスに適用されており、省エネ効果と相まって近年その需要が急増している。将来の需要を見込み、大口径シリコン(12インチ)を多数照射可能なシリコン照射専用炉について中性子輸送計算モンテカルロコードMVPを用いて予備的な核設計を行った。原子炉燃料としてMTR燃料に加えて、燃料費,再処理コストの低減が期待されるUO
ペレット燃料についても検討を行った。12インチという大口径シリコンになると、熱中性子を主体とする照射を行った場合、中央での熱中性子束が低下し径方向の均一性が悪くなる。そこで、入射する熱中性子の割合を減少させ、径方向での均一性を高めるために、熱中性子フィルターとして2mm厚のホウ素混入アルミニウムをシリコンの周りに配置する手法を取り入れた。計算の結果、UOペレット燃料を用いた原子炉でも、径方向のドーピング分布を
5%以内に抑えることが可能であり、MTR燃料モデルと同等の体系及びNTDシリコン生産能力を持つ原子炉の設計が可能であることがわかった。
米田 政夫; 馬籠 博克; 佐川 尚司
no journal, ,
現在、検討を進めている大口径NTD-Si製造において、均一照射を図るために熱中性子フィルターの使用が考えられている。熱中性子フィルターとしてB
C粒子を用いた場合において、粒径効果に着目した熱中性子フィルターの特性解析を実施した。従来の計算手法では熱中性子フィルター中に含まれる無数のBCを粒子として取り扱うことは不可能であり、BC粒子の粒径効果を考慮することができなかった。そこで本解析では、高温ガス炉の被覆燃料粒子の解析のために開発された、中性子輸送計算モンテカルロコードであるMVPの確率論的幾何学形状モデル(Statistical Geometry Model: STGM)を使用して行った。粒径100
mと2mのフィルターの中性子断面積を求めると、フィルター全体でのBC重量は同じであるにもかかわらず、自己遮蔽の影響から、100mにおけるフィルターの中性子吸収マクロ断面積は2mより約24%低い値となることがわかった。本研究によりBC粒子を用いたフィルターの粒径効果及び燃焼特性を明らかにし、フィルター性能評価技術の向上を図ることができた。
細谷 俊明; 山口 淳史; 加藤 友章; 寺門 義文
no journal, ,
現在、NTD(Neutron Transmutation Doping:中性子核変換ドーピング)の技術開発において低コスト化及び量産化を図るために、JRR-3の重水タンクを改造して、大口径(12インチ)Si半導体照射設備を設置することを検討している。大口径照射筒は、他の利用設備への影響を考慮して2か所に配置する。重水タンクの改造は核特性に影響を及ぼすため、現状の原子炉設置変更許可申請に記載されている核的制限値等を満足する設計が不可欠となる。本発表では汎用核計算コードSRAC2006を用いて過剰反応度,炉停止余裕、及び出力ピーキングファクタ等の核特性解析を行い、制限値及び管理値を十分満足するものであることを確認した。
荒木 正明; 小林 哲也; 大場 敏充; 竹内 真樹
no journal, ,
現在、大口径NTD-Si(Neutron Transmutation Doping-Si)の技術開発において、JRR-3へのシリコンの照射設備の導入を検討している。これは、JRR-3の重水タンクに12インチ径シリコンの照射設備を設置し、NTD-Siを大量にかつ低コストで供給することを図るものである。JRR-3の重水タンクを改造した場合における安全評価のための反応度投入事象について解析を行った。評価すべき反応度投入事象として、運転時の異常な過渡変化に関する次の事象を選定した。選定にあたっては「水冷却型試験研究用原子炉施設の安全評価に関する審査指針」を参考にし、(1)起動時における制御棒の異常な引き抜き,(2)出力運転中の制御棒の異常な引き抜き,(3)実験物の異常等による反応度の付加,(4)冷水導入による反応度付加,(5)重水反射体への軽水流入の5事象とした。解析では、核熱水力結合動特性解析コードEUREKA-2を使用した。解析の結果、選定した反応度投入事象は、運転時の異常な過渡変化時の安全性を判断する基準を満足し、いずれも安全を確保できることを確認した。
小林 健一; 市村 俊幸; 佐藤 正幸; 根本 吉則; 根本 工
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NTD(Neutron Transmutation Doping:中性子核変化ドーピング)の技術開発において低コスト化及び量産化を図るために、重水タンクを改造して、大口径(12インチ)Si半導体照射設備を設置することを検討している。重水タンクはアルミニウム製で炉心周囲に設置され、約20年間、使用されてきている。更新にあたっては、炉心構造材として使用されているステンレス部材の放射化,重水タンク内重水からのトリチウムによる被ばくの低減化を図らなければならない。それらを考慮し重水タンクの解体・復旧組立についての概念検討を行ったので、その結果を原子力学会で発表する。
青木 勝敏; 町田 晃彦; 本田 充紀; 服部 高典; 佐野 亜沙美; 綿貫 徹; 片山 芳則; 小松 一生*; 有馬 寛; 大友 季哉*; et al.
no journal, ,
LaDがLa金属格子中の重水素原子の再配置を伴って相分離することを中性子回折実験により見いだした。重水素原子はLaDではfcc金属格子の四面体サイトを占めているが、11GPaの圧力下で八面体サイトに移動してLaDとLaD
が形成される。NaCl-型一水素化物は遷移金属では観測されているが、希土類金属で形成が確認されたのは初めてである。第一原理計算はLaHがLaHとLaHに10GPaで相分離することが示された。実験と極めて良い一致である。生成エンタルピー計算からLaHの体積減少が相分離を駆動していることがわかった。また、格子振動計算から相分離の機構の詳細が明らかにされた。