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PHITSを用いた核データ処理システムFRENDY用の発熱値と損傷断面積データベースの構築

Production of database for heating number and damage cross section implemented in nuclear data process system FRENDY using the PHITS event generator

岩元 洋介; 多田 健一

Iwamoto, Yosuke; Tada, Kenichi

原子力機構では国産核データ処理システムFRENDYの開発を進めている。中性子照射に対する材料の発熱値及び損傷断面積の導出手法に、米国の核データ処理システムNJOYのエネルギーバランス法が広く利用されているが、200種以上の核種において発熱値を正しく導出できない問題がある。そこで本研究では、計算手法の異なるPHITSイベントジェネレータモードと核データライブラリJENDL-4.0を用いて、中性子エネルギー範囲10$$^{-11}$$ $$sim$$20MeVにおいて、FRENDYに格納するための原子炉構造材に対する発熱値及び損傷断面積の計算、NJOY2012による計算値との比較及び検証を実施した。その結果、PHITSによる損傷断面積は、NJOY2012の計算値と全ての核種に対して概ね一致することがわかった。一方、発熱値については、NJOY2012はチタン, ニッケル, クロム等の核種について正しく計算できないが、PHITSは全ての核種に対して計算できることがわかった。

Japan Atomic Energy Agency has developed the Japanese nuclear data processing system, FRENDY. For the calculation method of heating number and damage cross section under the neutron irradiation on materials, the energy balance method in the nuclear data processing system, NJOY, has been widely used. However, it can not calculate the heating number correctly for more than 200 nuclei. In this work, we calculated heating numbers and damage cross sections implemented in FRENDY for nuclear reactor materials with the neutron energy range between 10$$^{-11}$$ and 20 MeV using the PHITS event generator mode and the nuclear data library JENDL-4.0, and we compared them with results calculated by NJOY2012. As a result, damage cross sections calculated by PHITS generally agreed with results calculated by NJOY2012 for all nuclei. On the other hands, although NJOY2012 can not calculate heating numbers correctly for titanium, nickel and chromium, PHITS can calculate them correctly for all nuclei.

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