lＺ ｡ P&ＴＳｙｍｐｏ｡(RRWZOﾕ4),ユOthOct,２０ﾕ４ 京都大学原子炉実験所における 加速器駆動システムの基礎研究の現状 下哲浩 京都大学原子炉実験所 pyeon＠rriokyoto-uoacjp ｡Ｈ･Ｐｙｅｏｎ，KyotoＵｎｉｖ，ユ P&ＴＳｙｍｐｏ.（RRWZOﾕ4),ｍｔｈＯｃｔ・ＺＯﾕ４ 零蔑罵容 ＞京大炉における加速器駆動システム(ADS;実験設備)の構成 一KyotoUniversityQiticalAssembly(KUCA） －Fixed-FieldAltematingQradient(FFAG)加速器 ＞z35U装荷ADS実験(ｌ４ＭｅＶＤＴ中性子） （IAEAADSCRPin2007toZO11） ＞z35U装荷およびz3zTh装荷ADS実験(IAEAADSCWinZO13to2014） －静特性解析:反応率(中性子増倍など） ‐動特性解析:未臨界度測定(高精度･オンライン測定） ＞次期ADS実験ベンチマーク(100ＭeV陽子） （IAEAADSCWfromZO15） ＞まとめ CHPyeon，ＫＶｏｔｏＵｎｉｖ，Ｚ P8kTSVmpo.（RRWZOﾕ4),ユOthOctoZOﾕ４ 巍 背景と目的 …Ｆ闇。 背景 ＞エネルギー増幅装置および核変換技術への応用(MAおよびLLFP） ＞z35U装荷ADS実験研究(141vleVDT中性子)を２００３年から開始 ＞２００８年のFFAG加速器導入以降､z35U装荷およびz3zTh装荷ADS実験 を断続的に行ってきた。（以下に着目） ‐炉心スペクトル:燃料一＞高濃縮ウラン、トリウム､天然ウラン 減速材･反射材一＞ポリエチレン､Ｃ､Ｂｅ､ＡＬＦ､Ｐｂ等 一外部中性子源;ｌ４ＭｅＶＤＴ中性子 ～核破砕中性子(100ＭeV陽子＋重金属） 目的 ＞KUCAでの実験を通したADSの成立性の検討 ＞ADS実験を通して､実験(測定)手法の確立と数値計算精度(|vlCNP)の確認 ＣＨ・Pyeon，KyotoＵｎｉｖ・３ P&FTSVmpo｡(RRW20ﾕ4),ユothOct､２０ﾕ４ wM`l1il…AG加速器(100MeV陽子） １１ＭeV１５ｍＡ(Max｡） [二コ＝ １００ＭｅＶＨ十 Chargeconvert ＝ H‐-＞Ｈ十 ＜二コ Electron LINＡＣ KＵＣＡ Ｍａｘ ｡ｐｏｗｅｒ：ｌ００Ｗ MainparametersintheFFAGaccelerato「 ＃ofsectors １２ Energy Zｕ５－１５０ＭｅＶ Repetitionrate １ＺＯＨｚ Averagebeamcurrent １，Ａ Rffrequency １５－４６ＭＨｚ Fieldindex ７．５ C1osedorbitradius ４．４－５．３ｍ ＮＹ ｅＩｄｍｘ１０ユユ１/ｓ 灘lwli鐵鐡'''１lllilllliliilM IHlIF li i il li li i i li li li li i l1i ﾛ ｰﾙ。 囮 面。 臣監Ｆ蓬一 ９ J出峻』 ｒＪ 鋤 C，ＨＰｙｅｏｎ，KyotoＵｎｉｖ，４ 、 Ｓ P8kTSVmpo.（RRWZOﾕ4),ユOthOct･ＺＯ１４ 鬮illli1WllilKUCAでのADS実験設備の構成 i 1l 灘． 、 １ Ｍ傍 溢 澱 蕊鍾E獲轤リ 蝿 霊 i識ii、 Ｂｅａｍｌｉｎｅｏｆ 、 60-｢：ｉ 瀧同鰯ノリ (afBet 回,,宗ｐ ＥＭ， )OMeVprotons＋Ｗ ＝Ｓｎ月IInfinn庇Pllfm lli Beamlineofprotons １．１轤 灘嚥糾 勘 ！ ｉｉ,:’ －１ 】’ 炉一 鋤Ⅲ｜ 1／ 1h みぷ畠 ‘‘縮 鶴 ｉｌｒｌ T己 Ｉｉ葛画Ｉ１－Ｉｄｉ ＫＵＣＡｃｏｒｅ 癬鐇 ;1MK 」」L￣ IIPニ Ｆ－奇冠Ｉ １Ｗ粋 グ 丙⑫ ー i露 FFAGaccelerato「 Ｃ，Ｈ，PVeon，ＫｙｏｔｏＵｎｉｖｏ５ Pulsedneut｢ｏｎｇｅｎｅ｢atoｒ P&ＴＳｙｍｐｏ.（RRWZOﾕ4),ユOthOct20ﾕ４ KUCAの固体減速架台(炉心） 颪 －KUCAcoreＳ５ ～Ｚ ■丙 ■暇 ｒ､ ■Ｐ 〆、 Ｃ１ ０１ 、ノ ■Ｐ ｒｒｌＴ Ｆ 唾Ｐ Ｐ 毎戸 ｌＦ Ｆ Ｆ 〆、 朝） Ｆ Ｆ Ｆ ｌＦ ｌＦｌＦ Ｆ ■戸 ■戸 Ｃ２、 ④ Ｆ ■庁 Ｆ 召 Ｆ ■房 Ｆ’ コ＝２ Ｆ Ｆ ■【 〆ロ〕且 ， Ｓ４ 胃 ＦｌＦ Ｆ胃 い、 Ｆ ■肝 Ｃ３ ■＿三 ｌＦ ③ Asolid-moderatedand-reflectedcore 1２ １２ ｣￣￣～ 函騒＝ 塾 IIll Ｓ６ 了 Ｌノ 59.1crT 鷺…瓢 割… 0.3086ｃｍ(1/8脚） PoIyethylene ｜Ⅲ Fｉ９ＫＵＣＡｃｏｒｅ ケグーー”夕タグ Polyethylene ／、 FｕｅｌＣｅｌｌｘ３６ ｆ 壹i、 OD3cm(1ﾉ４１１）＿ Polyelhylene １５コ ４cｍ Ⅱ ５３８ｃｍ 11劃 Polyethylene u 必H１ ／- FuelAjuminum assemblysheath Fig・ＩｍａｇｅofKUCAcoreandfuelassemblyloade。 C､Ｈ，Ｐｙｅｏｎ，KyotoＵｎｉｖ，６ Z P8hTSympo.（RRWZOﾕ4),ユOthOct､２０１４ ■ 鶏14MeV中性子を用いたADS実験 235Ｕ装荷ADS実験ベンチマーク (IAEAADSCRPinZOO7toZOU） 一夫臨界度測定 一中性子スペクトル ー反応率(中性子増倍など） ＣＨ・Pyeon,ｅｊａＬ,JWZlcLSciZbch7zoL,44,1368(２００７） CHPycon,eraZ,JWjlc/､Ｓｃｉたｃｈ"01,45,1171(２００８） CHPyeon,era/､,JWiJCLSbLZbch"０１，４６，９６５(２００９） HShahbunder,eraZ,Ａ'"2.Ｍ`cL団mclgγ,３７，５９２(2010） IlTamnaka,eZqL,」jWcLSciTbcA"ＯＬ,47,376(2010） HShahbundel)era１，Ａ"72.jVi`ＣＬＥ"Ｃｌ幻,37,1214(２０１０） HTamnaka,eZaL,Ｊ､Ｍ』cLSbiTbcA"01,48,873(２０１１） HTamnaka,erqL,」jVilcL比iZbcﾙ"ＯＬ,48,1272(2011） CHPyeon,eraL,Ａ"".Ｍ`c/E71e7幻,40,229(２０１２） C･ＨＰｙｅｏｎ，ＫｙｏｔｏＵｍｉｖ・フ P画Sympo.（RRWzOﾕ4),1ＯｔｈＯｃｔ.２ｍ４ Yli,,|蕊乙 z3zTh装荷ADS実験 …ﾄﾞ坐 232ｍ装荷ADS実験ベンチマーク (ＩＡＥＡＡＤＳＣＷｉｎＺＯｉ３ａｎｄＺＯﾕ4） ADSにおける各種パラメータ依存性の研究 一未臨界度 ＝炉心スペクトル ー外部中性子源 （１４ＭｅＶ中性子ｖｓ･核破砕中性子） CHPyeon,eraL,Ａ""・MZcL団Te7g〕',38,2298(２０１１） CHPyeon,ｃｊａＬ,jVizcL比L団'9,177,156(ZOl4） Ｍ・Yamanaka,ejaL,PHYSOR2014,(2014） ＣＨｏＰｙｅｏｎ，ＫｙｏｔｏＵｎｉｖ、８ ③ ｡ P画Sympo｡(IRRWZO14),ユOthOct､20ﾕ４ 雫ililN灘Th装荷ADS実験:反応率分布測定 ppI lUl ｔ』 Polyethylen日 Ｃ□rereglon ｒｅＱｌｏｎ ０ ０ ［①□』．□叩一迫ロ｛ぬこいの一ｍ』臣。』一口口の圧 ２ 唾’ －←ＴｈごＰＥ ￣Ｔｈ－Ｇ「 －，－Ｔｈ－ＢＢ －－T１１－ＨＥＵ－ＰＥ ０ １ ０ －←ＮＵ－ＰＥ 二二:こ；二厘:ﾛﾆﾐﾋﾞｺ:国ij1:鴬上輯！ 0 ０１０２０３０４０ ，１s【ancefmmWlarget[cml Figlvleasuredlﾕ51,(､,γ)116mlnreactionrates(iOOMeVprotons） 房！ 40.0 トｉｌ Polyethylene reglon CO｢ｅ「eqlon ０ ０ ０ ０ ﾛ Note:Protons'１００ＭｅＶ５０ｍｍｄｉａ.,Ｏｏ１ｎＡ Ｔぞlrget;Ｗ５０ｍｍｄｉａ・'９mmthick ０ （１４ＭeV中性子ｖｓｌＯＯＭｅＶ陽子十Ｗ） １ ｚ)外部中性子源による相違 ０ １)炉心スペクトルの影響 ２ 実験によって期待される知見 ３ ①。」。Ｃｕ一宅。一旦｝］⑩①一四丘ロ」｝：⑪正 FigCoreconfigurationofz3zTh-loadedcore 0１０２０３０４０ D1stancefromTtargeI[cml Figlvleasu｢edll5In(､,γ)116mlnreactionrates(i41v1eVneutroms） ＣＨ・PyeonetaL,Ｍｌｃ/､Ｓｃ/､Ｅ"9,177,156(2014)．ｃ･HoPyeon,Kyotouniv、９ P釘Sympo.（RRWZO1咽),ユOtI10ct･ＺＯﾕ４ 聯u二垂Tb装荷ﾊ､s実験未臨界度測定 1０２ ’２０１９１８１７１６１５１４１３１２１１１０ 爵 ■■■■ ■ TＨ ＴＨ TＨ TＨ TＨ ⑰】 T} 【劃 TＨ 「1１ TＨ Ｔ1１ TＨ Tll TＨ Tll ト ＩトＩ 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-反応率(中性子増倍等） ＩＹＬｉｍ,eraL,Ｓｃｉ姥c/z"ＯＬＭに/J7zstQI/L,2012,ｍ:395878,9pages,(2012） CHPyeon,ｅｊｑＬ,Ｍに/､跡ｚｇ形cﾊ7zoL,45,81(2013） ASakon,eraルノWiJcLSci・Ech7ZoL,５０，４８１(2013） ASakon,ｅｒａルノWZlcLSci・Zbc〃1ＯＬ,51,116(2014） CIlPyeon,eZaL,PHYSORZOl4,(２０１４） CHPyeon,craL,Ｐ７ＤｇＭｌｃＬＥ７ｚｅＸｇ]′,(2014）[inprint］ C・ＨＰｙｅｏｎ，ＫＶｏｔｏＵｎｉｖ･ユエ P&ＴＳｙｍｐｏ｡（RRWZO14ハエOthOct､2０１４ -ターゲット研究(静特性解析） Ｎ否） ｜Ill lnwi幅positionl－ ｌｌｌｌＭ ｌＦｌＦＦｂＦＦ ＦＩＦ圏＿ ＦＦＦ ＦＦ１ｊ ＦＦＫ劃二 ＦＦ ＦＦ Ａ|｢reg,onPolVelhVlenelCoreregIon reglonl -←WIarget ヨーW-BeiargBt -回一Pb-BlIargel ← ＦＦＦＦ 圏賦圏 ＦＦＦＦ ＦＦ Ⅲ’１，１１，．，１１，，１「’・Ｉ１１ｉＩ１１１１，．，１ ［⑩］Ｅつど⑩旨包叩①一日こ□｛一・ｍ①』ロ①Ｎ一一ｍ ｉｌ ■i:I鰯一 － ０ ■'－１－１－ 1０２，３Ｄ４０５０６０７０ ､is【ancefromlocaIiDnoforigmalIargei[cm］ Fl91vleasuredreactionratedistribution(MandkFsourcestudy） ;饅溌iii:壼蕊《ここ： 〆 ＞ :i-12Z Ｗ時ＢＧ 〔Ｕ 尺０ ６ ｢ｌＷｔａｒｇｅｔ ｢lW-Betarget （Ｕ ㎡－ ０ rlPb-Bitargel （Ｕ 冊Ｉ ０ １ 壹，、卵、 （i00MeVprotons） 1,.,..,I｡､｡Ⅱ｡Ｄ･ＤＩＯﾛ0,･ﾛﾛﾛＩﾛ｡ﾛDD1D1 ○ Ｐ］Ｅロ湯口』①Ｅ①」の□×。臣巨。」］ロロＺ 一一一一一一一一 一一一一一一泗叩乖 ｛》輌州・弓价Ⅲ』Ｍ １｜，｜｜｜｜’ Fig,Coreconfigurationof235U-PEcore 可１０６ ｜ﾛ..､.Ⅲ..ﾛ､ppDbU､ﾛ､ﾛﾛﾛﾛﾛＩ 10-zlO-110ｕ101102 NeuIronenergy[MeV］ Fig． Neutronspectrumwiththevariationoftarget(lvlCNPX） ＣＨ･Pyeon，ＫｙｏｔｏＵｎｉｖ。 1Ｚ 日 田 P&ＴＳＶｍｐｏ｡(RRWZm4),ユOthOct･ＺＯﾕ４ 亜Ｌ 壁Fａ 核変換技術への応用を目指した Pb-Bi研究 (共同研究:ＪＡＭと京大炉） ＣＩｌｏＰＶｅｏｎ，ＫＶｏｔｏＵｎｉｖ，１３ P&ＴＳｙｍｐｏ.（RRWZO14ルユOthOct･ＺＯ１４ b-Bi断面積の不確かさ研究 －二 ＞動機 ●Pb-Bi断面積のJENDLF3.3およびJENDLF4oO間の相違 （Pb-Bi:実機ADS施設のターゲットおよび冷却材） ＞KUCAでの臨界実験 ●PB-Biプレートによるサンプル反応度測定による不確かさ評価 今後予定されている実験 ＞Ｂｉプレートのサンプル反応度測定(PbおよびPb-Biプレートの実験は既に終了） TableＣ/EvaluesofsamplereactMtybyPbplates ReactivitV(pcm） Reactivity(ＰＣ、） ｡ＥＮＤＬ〒３．３ ピコＥＮＤＬ召同3. 1K....ﾛfiT ]ＥＮＤＩＬ二４画０ EＮＤＦ/Ｂ－Ｖｎ ＥＮＤＦ/Ｂ再VｴｴC UE 8９ 1.6フ士0.14 １．１７±０．１１ １０５±０．１１ 1０５ １．５７±０．１１ １０９±０．０９ ０．９７±0．０９ 1４０ 1.5フ＋0．０８ 1.04±０．０７ ＬＯＺ±０．０６ 1５１ １．６６±００８ Ｌ１７±００７ 1.13±０，７ ＣＨｏＰｙｅｏｎ，KyotoＵｎｉｖ･ユ４ P&TSympo．(RRWZOﾕ4),ユOthOct､２０ﾕ４ ■ 蠅四 ■庁 z35U装荷Pb-Bi領域炉心の特性 ロＩ１－ ’ Ｆ１ Ｆ 目’ Ｆ Ｆ Ｆ Protonbeams Fi9Coreconfigurationofz35UandPb-Bizonedcore Aｌｌ5088cｍ 50.88ｃｍ ９．５３ｃｍ 953cｍ 19-05ｃｍ 19.05竺陛cn9 ｇ－５３ｃｌＴ１ ） ６４．０２ｃｍ 64-02ｃｍ Fig。Fuelassemblyof235U-PEandPbBi 1／gPb-Bi60EU-EU 1望a2fP60EU-EU 鐘:f五ﾆｧｰﾏ再ｺﾞｰ＝〒ｱｦﾏ雫 jIII ,｢,,！ 三十 Ｉ 「eflector ５８．４２ｃｍ ５８４２ｃｍ し 噸 P｡,yethy,enel PDIyethyIene 面■｜■田■』 1６ ５ｃｅｌｌｓ (Pb-Bi） (Pb､Bi） 『Ⅱ Ｆ ＡＩ ａ０００００００ Ｆ 〆 ７６５４３２１０『． ００００００００ Ｆ ④ ３０ｃｅｌＩｓ ４８．５８ｃｍ 48.58ｃｍ ｐごｍわ富」ロ）」団」口彊の一」のＱ×。車ＥＣ七コのＥでのＮ一一口Ｅ』ｏ之 ■庁 Ｆ １５celIs renec[oｒ reflector ０ Ｆ I PolyeIhyIene Polyethylene 二コ Ｆ ￣ 「 １ Ｆ’ ■Ｐ Ｆ ０２ 、ノ 一『一 臣 Ｆ ‐一一雪ｌ Ｆ Ｆ ■学 Ｆ l雪国 ′、 秬蒋桝癖》一楴囹坐轆｜汗一北小ｎ Ｆ 白面 ④ Ｆ ■肝 ＦｌＦＰ引剛則ＦＦＦⅡＦｍ Ｓ６ ＦＦＦＦＦＦＦｌＦＦｌＦｌ 圏一趣一趣一 〆、 、ｐ 1/8,'PＥｘ７３UniIceⅡ(1/16'ＨＥＵｘ２+1/8m(PEO｢Pb-Bi)） ＋１０ｍＰＥｘｌｌ/B3IPE Ｘ２７＋１０ｕＰＥｘ１ ＋１０ｗＰＥｘｌｌ/82,ＰＥｘ２７十１０句PE Bottom４－－一一一二▲ BotIom＋－員～－－－ ４ -----11.---_ﾛ￣ ０．００１．Ｗ…--,Ⅲ.０１……・・・,.､''１．．，Ｍｍ,！……,…MⅢ.！…..…・….."！［ １０~６１０－７１０－５１０－５１０閂１１０~３１０~210~Ｉ100１０１ Energy(ＭＷ） Fi9NeutronspectrumofcorecenteriｎＰａｔｌＯＯＭｅＶ protoninjectionontoPb-Bitarget C．Ｈ，PVeon，ＫＶｏｔｏＵｎｉｖ、１５ P&ＴＳｙｍｐｏ.(RRWZm4),ユOthOcto20ｴ４ まとめ 京大炉における一連のZ35U装荷ADS実験についての紹介 ‐KUCA固体減速架台および外部中性子源 （１４ＭeV中性子および核破砕中性子） z3zTh装荷ＡＤＳ実験 -未臨界度､炉心スペクトルおよび外部中性子源に関する検討 -静特性および動特性パラメータの解析 雛 核破砕中性子源を用いたz35U装荷ADS実験 -Pb-Bi断面積の不確かさ評価 -Pb-Bi核破砕ターゲットの研究 _核変換技術の応用に向けたz35U装荷Pb-Bi領域炉心の特性評価 -未臨界度測定の高度化｡オンライン化の研究sections ■今後の課題 一Pb-Bi断面積の評価の詳細な解析 一ADSの核変換技術応用に向けたz37Npおよびz41Amの照射実験 C，ＨｐＰｙｅｏｎ，ＫＶｏｔｏＵｎｉｖ･エ６
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