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既存原子炉および次世代原子炉の安全性向上を目指したMA遅発中性子の影響解明

研究課題

研究課題/領域番号 15K17663
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
研究機関国立研究開発法人日本原子力研究開発機構

研究代表者

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)

研究協力者 長家 康展  
Demetriou Paraskevi  
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2017年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2016年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2015年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
キーワード遅発中性子 / β崩壊 / 原子核構造 / 核分裂片 / ベータ崩壊 / 核分裂 / 原子核理論 / 核分裂収率 / 遅発中性子の評価 / ベータ崩壊の理論計算 / 核構造 / 崩壊熱 / 核データ
研究成果の概要

本研究では、実験で測定が難しいマイナーアクチニド(MA)の核分裂片から放出される遅発中性子の数を導出するため、核理論モデルに基づく新しい数値計算コードの開発を行った。遅発中性子が放出される要因である核分裂片のβ崩壊を、従来モデルよりも高い予測精度で再現できるように、有限レンジ対相関やβ崩壊の第一禁止遷移、変形度の導入など様々な工夫を行った。その結果、β崩壊計算において、第一禁止遷移、アイソスピンT=0有限レンジ対相関、変形度の3つの特徴と遅発中性子を理論予測できるβ崩壊計算コードを世界で初めて開発した。これにより、β崩壊と遅発中性子を従来モデルより高精度に予測することが可能となった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

核分裂によって生み出される核分裂生成物から放出される放射線を、実験で全て測定することは現状難しいことが知られている。本研究の成果は、その放射線を、最新の理論モデルを用いて求めることを可能にしたことである。このことにより、原子炉の稼働で生成される副産物であるマイナーアクチニド(MA)から放出される遅発中性子の量を、予測するための基礎を構築することができた。原子炉の安全運転に重要な遅発中性子を理論的に予測する重要な成果である。
また本成果は、使用済核燃料から放出される崩壊熱の高精度予測や、宇宙における重元素合成など、原子炉の安全性向上以外の研究においても、今後応用が期待される。

報告書

(5件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2019 2018 2017 2016 2015

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 3件、 招待講演 4件)

  • [雑誌論文] Neutron energy dependence of delayed neutron yields and its assessments2018

    • 著者名/発表者名
      Minato Futoshi
    • 雑誌名

      Journal of Nuclear Science and Technology

      巻: 55 号: 9 ページ: 1054-1064

    • DOI

      10.1080/00223131.2018.1470947

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Proton-neutron random phase approximation studied by the Lipkin-Meshkov-Glick model in the SU(2)xSU(2) group2017

    • 著者名/発表者名
      F. Minato
    • 雑誌名

      Acta Physica Polonica B; proceedings Supplement

      巻: 10 号: 1 ページ: 131-138

    • DOI

      10.5506/aphyspolbsupp.10.131

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Calculation of beta decay half-lives and delayed neutron branching ratios of fission fragments with Skyrme-QRPA2016

    • 著者名/発表者名
      F. Minato
    • 雑誌名

      EPJ Web of Conferences (Internet)

      巻: 印刷中

    • NAID

      120006502132

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • オープンアクセス
  • [学会発表] 微視的モデルによる系統的β崩壊計算と今後の課題2019

    • 著者名/発表者名
      湊 太志
    • 学会等名
      核データと重元素合成を中心とする宇宙核物理研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] コアの偏極効果を取り入れたβ崩壊と遅発中性子の研究2018

    • 著者名/発表者名
      湊 太志
    • 学会等名
      5th Joint Meeting of the APS Division of Nuclear Physics and the Physical Society of Japan (Hawaii 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 最新の評価済崩壊データを用いた遅発中性子収率の入射中性子エネルギー依存性2018

    • 著者名/発表者名
      湊 太志
    • 学会等名
      日本原子力学会2018年秋の大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 応用に向けた微視的核構造モデルによる$$beta$$崩壊と遅発中性子研究2018

    • 著者名/発表者名
      湊 太志
    • 学会等名
      理化学研究所研究会「重力波観測時代のrプロセスと不安定核」
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 奇奇核における三体模型; コア励起は何を変えたのか?2018

    • 著者名/発表者名
      湊 太志
    • 学会等名
      Recent Progress of Nuclear Structure and Reaction Theory
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Second proton-neutron random phase approximation studied by the Lipkin model in SU(4) basis2016

    • 著者名/発表者名
      F. Minato
    • 学会等名
      First Tsukuba-CCS-RIKEN joint workshop on microscopic theories of Nuclear Structure and Dynamics
    • 発表場所
      筑波大学(茨城県つくば市)
    • 年月日
      2016-12-15
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Second proton-neutron Random Phase Approximation Studied by the Lipkin Model in the SU(4) basis2016

    • 著者名/発表者名
      F. Minato
    • 学会等名
      XXIII Nuclear Physics Workshop
    • 発表場所
      Kazimierz-Dolny, Poland
    • 年月日
      2016-09-28
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 準粒子乱雑位相近似法を適用したベータ崩壊データベースの作成2016

    • 著者名/発表者名
      湊太志
    • 学会等名
      日本原子力学会2016年春の大会
    • 発表場所
      東北大学(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2016-03-28
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] ガモフテラー遷移とテンソル相関2015

    • 著者名/発表者名
      湊太志
    • 学会等名
      高エネルギー加速器研究機構理論センター研究会「原子核・ハドロン物理の理論的課題と将来」
    • 発表場所
      高エネルギー加速器研究機構(茨城県つくば市)
    • 年月日
      2015-11-25
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 招待講演

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2020-03-30  

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