平成２１年度原子力人材育成プログラム事業成果報告 原子力研究促進プログラム（文部科学省事業） 名古屋大学 工学研究科： 河原林 順 ＜事業タイトル＞ 高度中性子工学実験実習プログラム ＜提案事業概要＞ 中性子を利用研究対象とする中性子工学は現在その利用が急速に広がりつつあり、その専門家を 育成することが急務である。そこで、中性子輸送計算から中性子測定実習までを体験する、高度中 性子工学実験を実施した。 １． 目的・背景 中性子を利用研究対象とする中性子工学は、原子炉のみならず核融合炉（ITER） ・医療（BNCT）・ 物性解析（J-PARC）など、現在その利用が急速に広がりつつあり、これら施設の設計維持に必要 となる中性子工学の専門家を育成し、世界に対し貢献することが急務である。しかし、中性子工学 に必須である中性子に関する各種輸送計算から中性子計測実習（原子炉利用実習・中性子測定機器 開発など）まで、中性子工学の観点から系統的に教育するプログラムは、国内大学院において整備 が進んでいないのが現状である。そこで、中性子輸送計算（核融合中性子遮蔽・高速炉炉心設計含 む）から全国共同利用施設及び研究施設の中性子測定実習までを体験する高度中性子工学実験を実 施し、以下の能力を有する人材を社会に供給することが本事業の目的である。 Ａ：中性子輸送計算コードを自在に操り、遮蔽および簡易な炉心設計が可能 Ｂ：各種中性子計測機器に通じ新規中性子検出器の設計試作を行う能力 ２． 実施概要 １）中性子輸送計算及び炉心設計実習 集中講座として計算機による中性子計算コード（PHITS、MVP、ICE 等）実習を 1 週間程度、 名古屋大学にて実施する。講師として自機関教員はもちろんのこと他機関の専門家を数名招聘 し、年度後半に実施予定である中性子測定実習を教材として前記計算コードをマスターする。 ２）中性子測定実習 京大炉及び東大炉の共同利用を活用し、数日程度の中性子測定実習を行う。なお、実習のテ ーマは未臨界度測定・中性子スペクトロメータなど一人一テーマとし、中性子検出器も 3He 比 例計数管・3He 電離箱・BF3 比例計数管・放射化箔・原子核乾板・ファイバー検出器など、各 自別々の検出器を用いることとする。 ３）ディスカッション 実習プログラム参加者は、2 か月に一回の割合で進捗状況報告及びディスカッションを行い、 ほぼすべてテーマに関して（計算機コードおよび中性子検出器も含む）知見を得るものとする。 H21 事業成果報告（原子力研究促進プログラム）（名古屋大学） 1／5 2－1. 中性子輸送計算及び炉心設計実習 中性子及び炉心設計に関する実習として、以下に示す計算機コードに関する講習会を実施 した。講師はコード作成に関与した専門家を外部から招聘し、夏休み期間に一コードあたり 一日を費やして実習を行った。 １）NRESP 講習会： 2－2. 中性子検出器応答計算コード ２）MVP 講習会： 中性子輸送計算コード ３）Phits 講習会： 荷電粒子・中性粒子輸送モンテカルロ計算コード 中性子測定実習実験 中性子測定実習として、東大炉及び京大炉を使用して中性子測定実習を実施した。 １）京大炉 Linac のパルス中性子場を用いた熱外中性子測定実習 ２）京大炉 KUCA 加速器中性子源測定実習 ３）京大炉 KUCA 加速器中性子源時間応答測定実習 ４）東大弥生炉高速中性子測定実習（フィルター法） ５）東大弥生炉高速中性子測定実習（放射化カウンタ法） ６）東大弥生炉高速中性子測定実習（ボナー球法） 2－3. ディスカッション 実習プログラム参加者によるディスカッションを目的とした研究会を実施し、全体にわた って理解を深めることとした。 ３． 成果 3－1. 中性子輸送計算及び炉心設計実習 １）NRESP 講習会 8 月 20 日 9：00～16：30 に名古屋大学工学部 4 号館 441 講義室にて、産業総合研究所の 原野氏、西山氏を講師として迎え NRESP 講習会を実施した。参加者数は 24 名であった。 あらかじめ計算コードを USB メモリに入れて導入し、大学の計算機システムを利用して計算 コードを実施する形式で講習会を実施した。午前中は計算コードの概要の解説を行い、午後に ソフトの実習とその解説を交互に実施した。中性子検出器の応答計算を実行するため、検出器 に不慣れな学生はちょっと戸惑っていたが、中性子の発生、輸送の部分は理解されていたよう である。 ２）MVP 講習会 8 月 21 日 9：00～17：00 に名古屋大学工学部 4 号館 442 講義室にて、日本原子力研究開 発機構の長家氏を講師として迎え MVP 講習会を実施した。参加者数は 25 名であった。 午前中は計算機コードの概要をモンテカルロの説明から懇切丁寧に実施していただき、通常 の拡散問題から連鎖反応の取り扱いまで解説された。午後は各自持参したノートパソコンにコ ードのインストール及び例題を実施し、input ファイルの条件を各自変更しながら計算コードを 流した。例題は金属ウラン球及び金属プルトニウム球の臨界計算。 ３）Phits 講習会 8 月 31 日 10：30～16：15 に名古屋大学工学部 IB 刊 014 講義室にて、高度情報科学技術 研究機構の仁井田氏を講師として迎え Phits 講習会を実施した。参加者数は 29 名であった。 H21 事業成果報告（原子力研究促進プログラム）（名古屋大学） 2／5 午前中に Phits コード概観の説明を実施し、 午前最後に Phits コードのインストールを実 施した。午後は例題の実施を通じて、入力フ ァイルの作り方などを実習した。高エネルギ ープロトンの水銀・鉛・鉄遮蔽体における挙 動や、表示プログラム「アリス」の取り扱い などを行った。 ４）ICE 講習会 Phits 講習会 9 月 1 日 10：00～16：00 に名古屋大学工 学部 IB 刊 014 講義室にて原子燃料工業株式 8 月 31 日に開催された Phits 講習会の講義の様 子。写真は、午前中のコード内容解説時のもの。 会社の遠藤氏を講師として迎え、ICE 講習会 を実施した。参加者数は 24 名であった。 午前中に中性子拡散方程式に関する概説を 実施し、午後に ICE のインストールを行い、 各種臨界計算を実施した。臨界計算は、臨界 集合体及び PWR 炉心体系での実効増倍率な らびに燃料出力の平坦性を、高速及び熱群の 中性子束分布を参考に、さまざまな燃料配置 について実行した。 3－2. 中性子測定実習実験 １）京大炉 Linac のパルス中性子場を用いた熱外中 性子測定実習 ICE 講習会 9 月 1 日に開催された ICE 講習会の講義の様子。 写真は、最初のコード説明時のもの。 参加者：辻大樹 日時：7 月 6 日～8 日 場所：京都大学 ２）京大炉 KUCA 加速器中性子源測定実習 参加者：棚橋智寛 日時：11 月 9～13 日 場所：京大炉 ３）京大炉 KUCA 加速器中性子源時間応答測定実習 参加者：棚橋智寛 日時：9 月 7～11 日 場所：京都大学 ４）東大弥生炉高速中性子測定実習 参加者：辻大樹 日時：11 月 18 日～20 日 場所：東京大学 ５）東大弥生炉高速中性子測定実習 参加者：佐藤陽介 H21 事業成果報告（原子力研究促進プログラム）（名古屋大学） 3／5 日時：11 月 18 日～20 日 場所：東京大学 ６）東大弥生炉高速中性子測定実習 参加者：辻大樹 日時：1 月 25 日～28 日 場所：東京大学 3－3. ディスカッション 講習会参加者が集まりディスカッション として合同研究会を実施した。実施日時は 12 月 18 日及び 3 月 10 日であった。話題提 供として、参加者の中から数人に発表形式で 中性子に関する実習内容を発表してもらい、 参加者からの質疑応答を基にディスカッシ ョンを行った。発表タイトル及び発表者氏名 は以下の通りであった。 ・ 辻大樹 熱外中性子に測定に関するフィ ルター法の適用 ディスカッション 12 月 18 日に開催されたディスカッションの様 子。発表形式で行った。 ・ 棚橋智寛 反跳陽子減速型中性子検出器 ・ 伴雄一郎 原子炉動特性方程式の解法 ・ 野村祐介 乾板を用いた中性子精密計測 ・ 西尾直人 ヘリカル型核融合実験装置における中性子発生量モニタの設計検討 ４． 取組の評価と今後の展開 4－1. アンケートの実施 本人材育成プログラムの成果を測るため、受講者に対しアンケートを実施した。その結果 を「別添資料アンケート」に示す。11 名の参加者より回答が寄せられた。 資料のデータに示されているように、参加者は、本プログラムは自分の役に立ったとの認 識があり、今後の研究に役に立つとの見込みが得られた。実施項目としては、実験実習より は、計算機演習や、あるいはディスカッションが、参加者にとって良い刺激となったようで ある。特にディスカッションは、内容にもよるが今後も参加したいとの前向きな意見が多く 寄せられた。 また、自由記載欄の記述内容にも書かれているが、特に実施時期に関して、長期休業期間 ではない通常の学期時間に、集中講義的にこのような計算機講習会を実施することは、学生 が研究を進めていく上はもちろん、良い刺激を与えるという意味でも役に立つと考えられる。 しかしながら、休業期間でない時期に丸一日、講習会を実施することは、大学院での通常講 義とのバッティングがあり、なかなか難しいのが現状である。今後は、このような集中講義 的な講習会がスムーズに実施できるように、予算的な措置はもちろん、研究科教育カリキュ ラム等の見直しが必要であろうと思われる。特に今回のような、広く研究者間で使われてい る計算コードの開発者自身が講習会を実施してくれるという、非常にエキサイティングな経 H21 事業成果報告（原子力研究促進プログラム）（名古屋大学） 4／5 験が得られ、学生に大きな影響を残せたことは非常に喜ばしいことであったと思われる。 なお、ディスカッションとした合同研究会の開催回数が２回と、当初の予定よりも少ない 結果となってしまった。これは、複数の研究室に所属する教員と学生が、同時に集まってデ ィスカッションすることは、スケジュール的に難しかったことが主要因である。アンケート 結果でもこのディスカッションは、テーマ次第ではあるが今後も受けてみたいとの回答が得 られているだけに、この調整が今後の課題と言えよう。今後は、合同研究会などの比較的に 対応が可能な項目から教育活動に取り入れて、より効果的な人材育成につながる教育を実施 していくことが今後の進む方向であると思われる。 4－2. その他 最後に蛇足ではあるが、本人材育成プログラムを受講し、計算実習・測定実習・ディスカ ッションでの話題提供等、積極的に参加してもらった辻大樹君が、日本原子力学会フェロー 賞を受賞したことをここに報告する。関係者に感謝の意を表すと共に、本人材育成がこのよ うな受賞の一助になったことを謝して報告とさせていただきます。 H21 事業成果報告（原子力研究促進プログラム）（名古屋大学） 5／5
© Copyright 2024 ExpyDoc
