2018 Fiscal Year Annual Research Report
Study of MA delayed neutrons aiming at improving the safety of present and next-generation nuclear reactors
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15K17663
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| Research Institution | Japan Atomic Energy Agency |
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Principal Investigator |
湊 太志 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 原子力科学研究所 原子力基礎工学研究センター, 研究職 (00554065)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 遅発中性子 / ベータ崩壊 / 原子核構造 / 核分裂 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、安全の視点に立った原子炉の研究開発を進めるために、実験で測定が難しいマイナーアクチニド等の核分裂片から放出される遅発中性子の数を理論的に導出することである。特に、遅発中性子放出の原因となる核分裂片のβ崩壊を、従来モデルよりも高い予測精度で再現できる計算コードの開発を行ってきた。
H27年度は、適切な核子間相互作用としてSkO'力と有限レンジ対相関を採用することに決め、それらを用いた定式化とコード開発を実施した。最初の成果として、SkO'力とゼロレンジ対相関を用いた計算結果を公開し、遅発中性子データベースを作成した。また、β崩壊の計算結果から、遅発中性子の放出量を導出するために、統計モデル（粒子放出を記述するモデル）を用いた計算コード開発を実施した。H28年度は、核分裂収率から総和計算による遅発中性子収率を求める計算コードの開発を行い、H29年度は、有限レンジ対相関とβ崩壊の禁止遷移を考慮するために、計算コードの改良を行った。
最終年度であるH30年度に計算コードの開発を終了し、H27年度に開発した統計モデルと組み合わせ、遅発中性子を高精度に予測できる理論モデルの体系および計算コードの開発を達成した。開発された計算コードは、有限レンジ対相関、β崩壊の禁止遷移、変形度の3つの原子核の特徴を考慮したものであり、これらを同時に取り扱うことのできる計算コードは、β崩壊においては世界初である。
得られた成果は、実験で測定されていないβ崩壊の半減期や遅発中性子量を、これまで以上に高い信頼度で求めることを可能にし、今後は原子炉の安全な研究開発に資することが期待される。また、元素の化学進化の研究にも貢献することが期待できる。研究実施計画に記載した原子炉シミュレーション(H28年度)および遅発中性子データベースのウェブ上の公開(H29年度)は、H31年度に実施する予定である。
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