核分裂崩壊熱

完全なレポートはここにあります: Validation of FISPACT-II decay heat and inventory predictions for fission events CCFE-R(15)28 この検証は、可能な限り堅牢であることを確認するために、徹底した努力は、相補的な中性子スペクトル、照射スケジュール、測定技術と原点の国と同様に多くの高品質な崩壊熱実験を再訪するためになされたもの。全日照射に対する理論的な核分裂バーストからのシミュレーションは、核データのさまざまな組み合わせを使用して、行われ、利用可能な実験と比較されてきました。計算と実験(C / E)との間に良好な一致は、実際の軽水炉の主要な新鮮な燃料成分から全熱のために発見された、しかし、トリウム燃料サイクル核種で部分的な熱と崩壊熱を分光矛盾のまま – 両方のC / EとC / Cに。実験データが入手できなかったマイナーアクチニドの場合は、C / Cの比較はまた、データ・ライブラリとの間に実質的な違いを示します。 詳細(分光および合計)核種によって崩壊熱ブレークダウンはまた、C / Cの不一致の正確な原因を示すために、異なる崩壊や核分裂収率ライブラリを使用して、選択した冷却時間とfissilesのために行われます。これらは主に、パンデモニウム核種のためのTAGS結果の不完全な採用にあることが判明しているが、他の多くの崩壊データと核分裂収率の差が同定されています。合計値の相対的な合意の傾向を考えると、多くの補償効果が依然として存在していることが明らかです。
標準U235、Pu239、Pu241熱パルス
U235 thermal pulse

FISPACT-IIおよびすべての主要な図書館でよく知られた実験データを比較し、合計およびU235上の熱中性子パルス核分裂次ガンマ崩壊熱を。

熱崩壊熱実験の大規模なセットは、いくつかの統計的なメタ分析は、実験値と不確実性の範囲を処理するために必要であるように、U235およびPu239のために行われています。いくつかのカイ二乗分析を提案することができるが、多数の実験技術で系統的問題は、キャンペーンおよび他の要因の品質を考慮しなければなりません。これらの理由から、評価データセットは、例えば、トビアスの評価やANS / ANSI-5.1を生産されています。 FISPACT-IIなどの高品質な実験からの予測との比較は、TAGSデータの採用に起因するいくつかの未解決のガンマ/ベータ部分の熱不一致と、すべてのライブラリの合計暑さの中で優れた一致を示しています。 残りの分光学の問題は主として高エネルギーの励起子状態へのベータ崩壊供給に関する​​知識の欠如のために崩壊過程におけるガンマ/ベータエネルギーの誤った配分に関連しています。これらの低確率事象は測定が困難であり、その結果、平均ガンマエネルギーはベータ崩壊に崩壊熱のmisapportionmentその結果、下方に偏っています。合計が崩壊ライブラリの選択に大幅に鈍感ままですが、ENDF / B-VII.1とJENDL-4.0uは、一般的に、これらの問題を修正する最新のデータをより完全に採用しています。 FISPACT-IIは、任意およびすべての核データを収容するように設計されているように、ユーザは、UKAEA検証の結果に基づいて、最も適切な物理学を選択することができます。
高速スペクトル崩壊熱パルス
Pu239_fast_tb

FISPACT-IIおよびすべての主要な図書館と秋山のデータを比較し、合計とPu239の高速パルス核分裂次のベータ崩壊熱を。

高速核分裂パルス実験の範囲は、U233、U235、U238、Pu239とTh232などの核種の様々なYAYOI反応器を用いて秋山らの測定値が含まれています。これらは、U238とフィッシャー&アンペアからゴディバデバイスを用いた実験からのガンマ熱の測定のためのUMローウェルデータによって補完されています。エングル。非パルス高速測定もUKAEAゼブラ反応器から、例えば、比較されます。 Th232ガンマ測定でキャプチャ補正といくつかの凹凸を除いて、これらは主に考えのすべてのシステムのために一致しています。いくつかの違いが短い冷却時間が大きく異なる全熱予測、典型的には10秒未満につながった以前のGEFY-4.2のデータを使用して注目されました。いくつかのケースでは、これらを十分に探索するために利用可能な実験の範囲内ではない、GEFコードが著しい楽しんで、近年、数ヶ月で開発を続けていることに留意すべきです。現時点では、典型的な熱や高速炉の崩壊熱シミュレーションのための推奨ライブラリではありませんが、その印象的な機能は、開発とテストに継続的にそれ多くの高度なアプリケーションや更新されたバージョンのための唯一のオプションされていることを確認します。
有限期間実験 いくつかの非パルス実験は、中性子スペクトル、測定タイプ/技術、Murphy_Pu239_fast照射持続時間と冷却時間の多様性を採用していると考えられました。これらは、ボイルオフ熱量を、シールドガンマ測定と熱列への高速炉に、(場合によっては両方とも1つの実験キャンペーンの)秒から年まで照射後を変化させます。非常に重要なのは、彼らはまた、UKAEA、LANL、Studsvik、CEA、ORNL、CENBG、Uウプサラ、KFK、SRRCとJAEAを含むいくつかの国や大陸からの実験を、含まれています。 FISPACT-IIの予測と契約はパンデモニウム効果に苦しむ核種はあまり重要かつ多数であるパルス例よりも特に優れた、一般的に非常に優れています。 図の例では、右のほぼ1年にわずか10秒からの時間を冷却の巨大な範囲でのベータ熱測定によって追跡UKAEAゼブラリアクター100,000秒(〜1日)の照射を示しています。すべての核データライブラリのための印象的な合意は、部分的に長い(累積/平衡)照射における重要な役割核種の下総数に起因するものです。
核データの比較
U233_fast_100s

高速U233の中性子パルス以下の100秒の冷却でガンマ熱の比較。比率は右側y軸上に示されています。

異なる核データライブラリーの使用は、例えば軽水炉燃料の主成分を含むすべての核分裂性核種のための崩壊熱のシミュレーションに大きな影響を持つことができます。より良いこれらの違いの根本的な原因を理解するために、FISPACT-IIは、個々の崩壊や核分裂ファイルを交換し、冷却時間の選択で熱と在庫を比較することにより、使用することができます。これにより、ライブラリーの違いの影響を容易に発見することができ、両方の崩壊熱を非無視できる程度に貢献し、矛盾収率又は減衰を有する核種を同定することができます。 FISPACT-IIの核データ機能の堅牢でオープンな性質は、それがすべての核種に従うと、正確に不一致の原因であるこれらの核種を特定することを可能にします。パンデモニウム効果に苦しむ核種については、ベータ版の熱が原因による高エネルギーガンマへの熱の誤配分に過剰発現しています。 ENSDF、また障害が発生している可能でした合計と単純な誤字ミスの怪しげな分裂からのデータの誤読 – – これは崩壊データファイルとの唯一可能なエラーではありませんが、それは最も一般的な問題です。根本原因を見つけるには、崩壊データファイルは、(最終的に崩壊データの評価者)の手によって問い合わせされなければなりません。左の例ショーは右y軸上のENDF / B-VII.1シミュレーションに公称左のy軸の値と比のU233ガンマ熱の貢献者のセットです。この比較でJEFF-3.1.1核分裂収率は、排他的に任意の効果が減衰ファイルにのみによるものであることを保証するために使用されています。また、注意だけ基底状態がベータ崩壊に移入されたファイルが原因であるENDF / B-VII.1、を除くすべてのライブラリでZr98ガンマ熱の不在。 メインレポートへの2つの補足レポートは、表形式の値で、核種および冷却時間の大規模な範囲のためにこれらの比較を提供します。彼らは、次のレポートから入手できます。 Decay datacomparisons for decay heat and inventory simulations of fission events CCFE-R(15)28_S1 Fission yield comparisons for decay heat and inventory simulations of fission events CCFE-R(15)28_S2