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Challenge for the complete control of neutron reaction -Creation of flexible neutron spectrum field

Research Project

Project/Area Number 19K15474
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 31010:Nuclear engineering-related
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

AIZAWA Naoto  東北大学, 工学研究科, 助教 (70707033)

Project Period (FY) 2019-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Keywords中性子核反応 / 中性子スペクトル / 中速中性子 / 加速器駆動システム / 放射化反応 / 放射化反応率 / 原子炉実験 / 核変換
Outline of Research at the Start

本研究では、原子炉において中性子核反応を自在に制御し、効率的な核変換による放射性廃棄物の削減および有用元素の製造を可能とするための挑戦として、超高速中性子~熱中性子まで広範な中性子エネルギー場を実現する可能性のある加速器駆動システム(ADS)を対象に、数値解析およびADS体系での原子炉実験を通して中性子核反応データを取得し、とりわけ中速中性子における核変換の実現性を立証することを目指す。

Outline of Final Research Achievements

The accelerator-driven system (ADS) experiment and the numerical analyses of the simulated ADS experiment for intermediate neutrons were performed to investigate the feasibility of the transmutation by intermediate neutrons in ADS. In the ADS experiment, the measurement of neutron activation reaction rates was carried out to verify the measurement of the reaction rates by intermediate neutrons and the reproducibility of the numerical analyses. The numerical analyses were conducted with the simulated ADS experiment by changing the reactor core conditions such as moderator type, the neutron source location, and subcriticality. It is concluded that the effect of the reactor core conditions considered in the present study on the reaction rates by intermediate neutrons was small.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

加速器駆動システム(ADS)は原子炉と加速器を組み合わせた原子炉システムであり、エネルギー分布の異なる2つの中性子(核破砕中性子、核分裂中性子)が存在する。そのため、ADSでは、原子炉の条件を変化させることで多様なエネルギー場を1つの原子炉に作り出すことができる可能性があり、長寿命・高毒性核種の核変換だけでなく有用元素の製造等のための中性子源としての活用が期待できる。本研究では、多くの核種で共鳴構造を持ち、中性子との難反応核種でも比較的反応性を高められることが期待される中速中性子に着目し、ADSにおける中速中性子による中性子核反応特性を明らかにすることを目的とした研究である。

Report

(5 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • Research Products

    (5 results)

All 2023 2022 2021 2020

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (3 results)

  • [Journal Article] Experimental Analyses of Capture Reaction Rates for Epithermal and Resonance Neutrons in Source-Driven Subcritical Cores2023

    • Author(s)
      Naoto Aizawa, Cheol Ho Pyeon
    • Journal Title

      Nuclear Science and Engineering

      Volume: - Issue: 3 Pages: 658-672

    • DOI

      10.1080/00295639.2023.2212580

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Measurement of Reaction Rate of Intermediate Neutrons on Critical Core with Various Neutron Spectra Zone2021

    • Author(s)
      N. Aizawa, H. Akatsu,T. Abe, K. Kawabata, C. H. Pyeon
    • Journal Title

      KURRI Progress Report 2020

      Volume: - Pages: 103-103

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Open Access
  • [Presentation] 原子炉実験における熱外中性子ー中速中性子による放射化反応率の影響 (2) 仮想未臨界実験体系における数値解析2022

    • Author(s)
      相澤 直人, 河端 恒介
    • Organizer
      日本原子力学会2022年秋の大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 原子炉実験における熱外中性子ー中速中性子による放射化反応率の影響 (1)臨界体系における反応率測定ならびに解析2021

    • Author(s)
      相澤直人,卞哲浩
    • Organizer
      日本原子力学会2021年秋の年会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 加速器駆動システム実験における中性子スペクトルに対する未臨界度の影響2020

    • Author(s)
      相澤直人,山中正朗,卞哲浩
    • Organizer
      日本原子力学会2020年秋の大会
    • Related Report
      2020 Research-status Report

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Published: 2019-04-18   Modified: 2024-01-30  

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