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J-GLOBAL ID：202202257151044222   整理番号：22A0825232

加速器駆動核変換システムビーム窓とLBEの核解析

Neutronic analysis of beam window and LBE of an Accelerator-Driven System

著者 (8件)： 中野敬太 (日本原子力研究開発機構) ,  岩元大樹 (日本原子力研究開発機構) ,  西原健司 (日本原子力研究開発機構) ,  明午伸一郎 (日本原子力研究開発機構) ,  菅原隆徳 (日本原子力研究開発機構) ,  岩元洋介 (日本原子力研究開発機構) ,  竹下隼人 (九州大学) ,  前川藤夫 (日本原子力研究開発機構)
資料名： 日本原子力研究開発機構JAEA-Research(Web)
号： 2021-018  ページ： 1-41  発行年： 2022年 
JST資料番号： U0304A  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： 日本 (JPN)  言語： 日本語 (JA)

抄録/ポイント： 加速器駆動核変換システム(ADS: Accelerator-Driven System)の構成要素の一つであるビーム窓の核特性を粒子・重イオン輸送計算コードPHITS及び誘導放射能解析コードDCHAIN-PHITSを用いて評価した。本研究では日本原子力研究開発機構が提案するADSの運転時にビーム窓内部に生成される水素やヘリウム等の量,高エネルギー粒子により引き起こされるビーム窓材の原子弾き出し数,ビーム窓内部の発熱量及び分布を導出した。また,中性子源標的及び冷却材として用いられる鉛ビスマス共晶合金(LBE)中の生成核種,発熱密度及び放射能分布を求めた。ビーム窓解析の結果,300日間のADSの運転によりビーム窓中に最大で約12500appmのH及び1800appmのHeの生成と62.1DPAの損傷が発生することが判明した。一方で,ビーム窓内の最大発熱量は374W/cm³であった。LBEの解析では,²⁰⁶Biや²¹⁰Poが崩壊熱及び放射能の支配的な核種であることが判明した。さらに,陽子ビームによるLBE中の発熱はビーム窓下流5cm付近が最大であり,945W/cm³であることがわかった。(著者抄録)

シソーラス用語： *核変換 ,  *核特性 ,  ビーム ,  陽子ビーム ,  発熱 ,  イオン輸送 ,  誘導放射能 ,  水素 ,  ヘリウム ,  *共晶 ,  アクチノイド ,  ビスマス合金 ,  鉛合金 ,  加速器 ,  *鉛-ビスマス共晶 ,  マイナーアクチニド
準シソーラス用語： *加速器駆動核変換 ,  マイナーアクチノイド

著者キーワード (8件)： Activity ,  Heat Density ,  Displacement per Atom ,  Gas Production ,  Lead-bismuth Eutectic ,  Neutronic Analysis ,  Beam Window ,  Accelerator Driven System

分類 (3件)： 原子炉のその他への用途・利用  (MD07040K) ,  線形加速器  (BE02030I) ,  原子炉工学におけるその他の基礎的事項  (MD02050M)

引用文献 (48件)：

• T. Sugawara, R. Katano, and K. Tsujimoto. Impact of impurity in transmutation cycle on neutronics design of revised accelerator-driven system. Annals of Nuclear Energy, Vol. 111, pp. 449-459, 2018.
• K. Nishihara and K. Kikuchi. Irradiation damage to the beam window in the 800MWth accelerator-driven system. Journal of Nuclear Materials, Vol. 377, No. 1, pp. 298-306, 2008.
• S. Miyahara, N. Odaira, Y. Arita, F. Maekawa, H. Matsuda, T. Sasa, and S. Meigo. The analytical study of inventories and physicochemical configuration of spallation products produced in Lead-Bismuth Eutectic of Accelerator Driven System. Nuclear Engineering and Design, Vol. 352, 110192, 2019.
• T. Sato, Y. Iwamoto, S. Hashimoto, T. Ogawa, T. Furuta, S. Abe, T. Kai, P. Tsai, N. Matsuda, H. Iwase, N. Shigyo, L. Sihver, and K. Niita. Features of Particle and Heavy Ion Transport code System (PHITS) version 3.02. Journal of Nuclear Science and Technology, Vol. 55, No. 6, pp. 684-690, 2018.
• A. Boudard, J. Cugnon, J. C. David, S. Leray, and D. Mancusi. New potentialities of the Liège intranuclear cascade model for reactions induced by nucleons and light charged particles. Physical Review C, Vol. 87, 014606, 2013.

タイトルに関連する用語 (5件)： 加速器駆動核変換 ,  ビーム ,  窓 ,  核 ,  解析