核データニュース，No.106 (2013)

会議のトピックス(I)

IAEA 協力研究計画（CRP）「IRDFF（国際原子炉核融合ドシメトリファイル）の検証及び改良」
に関する第 1 回調整会議報告
京都大学原子炉実験所
八島浩

yashima@rri.kyoto-u.ac.jp
日本原子力研究開発機構
核融合研究開発部門
核融合中性子工学研究 Gr今野力

konno.chikara@jaea.go.jp―――――――――――――――――――――――――――――――――――――――

1.

はじめに
2013 年 7 月 1 日から 5 日までウィーンの IAEA 本部で IAEA の CRP（Coordinated ResearchProgram、協力研究計画）「IRDFF（International Reactor Dosimetry and Fusion File、国際原子炉核融合ドシメトリファイル）の検証及び改良」の第 1 回研究調整会議が開催された。
IRDFF は、これまでの IRDF-2002（International Reactor Dosimetry File、国際原子炉ドシメトリファイル）をフランス・カダラッシュで建設が進められている ITER（InternationalThermonuclear Experimental Reactor 、 国 際 熱 核 融 合 実 験 炉 ） や 計 画 段 階 の IFMIF（International Fusion Materials Irradiation Facility、国際核融合材料照射施設）のような核融合関連施設や加速器応用（加速器駆動システムや核破砕中性子源）にも対応できるように、上限エネルギーを 20MeV から 60MeV（核種によっては 150MeV あるいは 200MeV）まで拡張するとともに反応数も 66 から 74 に増やし、データも改訂したドシメトリファ
イルである。本 CRP の主目的はこの IRDFF の妥当性を種々のエネルギーの中性子場で検証し、必要があれば改良を行うことである。
本会議では、最初に IAEA 核データセクションのヘッドである Forrest 氏からの挨拶、参加者の自己紹介、本 CRP の取りまとめである IAEA の Simakov 氏から本 CRP の概要説明が行われた後、参加者が施設の紹介も含め自分の提案する研究を発表し、その後にどの様に研究を進めていくかの議論が行われた。参加者はオブザーバー、コンサルタント－ 1 －も含め、日本 2 名（筆者 2 名）、欧州 8 名、ロシア 3 名、米国 4 名、南アフリカ 1 名、IAEA5 名の 23 名であった。

参加者集合写真（1 列目、2 列目の左端が筆者）

2. 議論結果
IRDFF データは 10-5eV から 60MeV（あるいは 60MeV 以上）まで幅広いエネルギーにわたるため、IRDFF データの検証には種々のエネルギーの中性子場での実験データが必要になる。そのため、本 CRP の参加者が研究対象としている中性子のエネルギーも原子炉、低エネルギー加速器、核融合、高エネルギー加速器等による中性子というように様々であった。IRDFF データではエネルギーが 60MeV まで拡張されたこともあり、高エネルギー加速器による高エネルギー中性子を用いた検証がメインになると考えていたが、252Cf 中性子源による測定、共鳴積分データ等で問題のある IRDFF の反応断面積がまだまだあるようで、この分野を専門とする参加者が多数いたこともあいまって、会議の大半がこの議論に費やされた。以下、検証を行う中性子場毎に、会議で議論された内容について概要を記す（筆者 2 名のうち八島の専門は高エネルギー加速器での実験、今野の専門は核融合中性子工学であるため、これ以外の領域での議論の詳細について は 、
http://www-nds.iaea.org/IRDFFtest/ から、発表資料、サマリーをダウンロードして参照していただきたい）。

－ 2 －

(1)
252
60

252

Cf Spontaneous Fission Reference Neutron Spectrum

Cf の中性子場は良くわかっているため、IRDFF データの検証に向いている。

Ni(n,p)60Co、92Mo(n,p)92mNb、103Rh(n,n’)103mRh、232Th(n,f)反応断面積はこれまでの実験デー

捕獲断面積、6Li(n,t)、10B(n,α)、タによる検証で問題が見つかっている。252Cf の中性子場で、59

Co(n,3n)57Co、67Zn(n,p)67Cu、89Y(n,2n)88Y、115In(n,2n)114mIn、169Tm(n,3n)167Tm、209Bi(n,3n)207Bi反応の断面積測定は行われていない。このため、ヨーロッパで整備が進められている新たな 252Cf 中性子源を用いてこれらの測定を行う。また、閾エネルギーが高い反応のために、米国で 252Cf 中性子源の高エネルギーテイル（10～14MeV）の測定も試みる。

(2) Thermal cross sections and resonance integrals
本 CRP の前に、マックスウェル平均断面積や共鳴積分データを用いた IRDFF の検証はある程度行われているが、まだいくつか問題があることが指摘されている。Mughabghabの共鳴積分データとの比較は有益ではあるが、IRDFF 検証のためには他の共鳴パラメーターデータセットとの比較が必要である。中性子放射化分析で使われる k0 データベース（詳細は、http://www.k0naa.org 参照）は IRDFF の熱中性子断面積、共鳴積分の検証に有効であるので、k0 ユーザーズグループとコンタクトを取り、最新の k0 データベースから導出した値と比較し、熱中性子断面積や共鳴積分データの精度向上を目指す。

(3) Lead slowing down spectrometer experiments
鉛減速スペクトロメータによる実験データは断面積評価に有用である。Grenoble やLANL 等で過去に行われた鉛減速実験データの中で IRDFF 検証に利用できるものが無いか調査を進める。

(4) 14 MeV: Status and Proposed Work
この中性子エネルギー領域での本調整研究計画の公式の主研究者は筆者の一人の今野のみであった。今野は、原子力機構 FNS 施設を用いた IRDFF 検証実験として、1)天然試料を用いた 14MeV 近傍エネルギー中性子による総合的な放射化断面積測定、2) DT 中性子入射グラファイト、酸化リチウム体系内での反応率測定の 2 つの実験を提案した。特に、2)の実験では、DT 中性子だけでなく、グラファイト、酸化リチウム体系内で減速した 14MeV よりも低いエネルギーの中性子による放射化断面積も総合的に評価できるため、他の参加者から非常に有効な実験であるので是非実施すべしとの賛同を得た。オブザー
バーとして参加したイタリア、ドイツの研究者から、それぞれイタリア ENEA の DT 中性子源施設 FNG、ドレスデン工科大学の DT 中性子源施設で過去に測定した反応率データを、IRDFF で再解析するという提案があったが、参加者の関心は小さかった。また、遮蔽ベンチマーク実験データ集 SINBAD に入っている DT 中性子入射ベンチマーク実験－ 3 －も IRDFF の検証で使えるのではないかという提案が IAEA からあり、IAEA が中心になって検討することになった。

(5) Measurements in the 235U fission spectrum
実験データはたくさんあるが、C/E の精度は必ずしも良くない。C/E の精度を向上させるために、IRDF-2002 の検証で使われた原子炉施設等での照射場の中性子スペクトルをMCNP で精度よく計算することになり、IRDF-2002 の検証で使われた日本の弥生炉のデータについて、その問い合わせ先を筆者の一人の今野が調べることになった（本稿を読まれた方で問い合わせ先をご存知の方はご一報いただきたくお願いします）。また、CEA のMASURUCA、EOLE、MENERVE 炉の実験データを解析する他に、新たにスロベニアのTRIGA 炉、CEA の CALIBAN 炉において新たな実験を行うことが提案された。LANL では、LANL の臨界装置での古い実験データの再評価が進められており、ICSBEP のデータもレビューしデータの更新が行われる。

(6) Accelerator Neutron Spectra
加速器による中性子照射場を用いて新たな実験データを提供する。期待されるデータ
は 30keV での MACS（The Maxwellian Averaged Cross Sections）、20～200MeV 領域における(n,xn)反応断面積等である。MACS は宇宙核物理の研究に必要なデータで Li(p,n)反応によるマックスウェル中性子場を用いて(n,)反応断面積の測定を行う。実験はイタリア国立核物理学研究所（INFN）のレニャーロ国立研究所（LNS）で行われる予定である。(n,xn)
反応断面積は反応のしきいエネルギーを利用して高エネルギー中性子場のエネルギースペクトル測定に利用されている。Li(p,n), Be(p,n)準単色中性子場を用いて Au, Bi, Co, Tm,
Fe の(n,xn)反応断面積の測定を行う。Li(p,n), Be(p,n)準単色中性子場は目的とするピーク中性子成分だけでなく低エネルギー中性子成分も含まれるので、2 角度による実験を行い低エネルギー中性子成分の寄与を補正しピーク中性子入射による(n,xn)反応断面積を求める。実験は大阪大学核物理研究センター（RCNP）、南アフリカ iThemba laboratory、チェコ科学アカデミー核物理研究所で行われる予定である。

(7) Evaluation and validation of the high threshold dosimetry reactions
20MeV 以上のエネルギー領域における(n,xn)反応断面積について既存のデータ及びこの CRP で得られたデータ(前述の(6)参照)について評価を行い、高エネルギー中性子場の測定に利用できるようにする。TALYS 計算と Bayesian GLUCS フィットを用いて Au 及びCo の(n,2n), (n,3n)反応断面積の評価を行う。

－ 4 －(8) Decay Data
半減期や線の絶対強度といった Decay Data をチェックし最新のものにアップデートする。IRDFF 中の 82 核種について Decay Data をまとめる。IRDFF で必要となれば核種を追加する。
なお議事録は INDC(NDS)-0639 として出版される予定である。

3.

おわりに
CRP の研究調整会議は全 3 回開催される予定で、2 回目は約 1 年半後に開催されそれぞれの中間報告を行い、3 回目は約 3 年後に開催され結果をまとめることになる。筆者の一人の八島は上述の 2.(6)の中の(n,xn)反応断面積測定として、RCNP において p-Li 準単色中性子場（陽子エネルギー90, 140MeV）を用いて Bi、Co の(n,xn)反応断面積の測定を行い、また、もう一人の筆者の今野は、原子力機構 FNS 施設において、2.(4)に記載した 2 つの実験を行う予定である。良いデータを取得してこの CRP に貢献できればと考えている。
最後に、IAEA の大塚氏には CRP 参加前の手続きから会議中まで大変お世話になりました。この場を借りて御礼申し上げます。

－ 5 －参考 1：会議アジェンダ

First Research Coordination Meeting on“Testing and Improving the International Reactor Dosimetry and Fusion File (IRDFF)”
1 - 5 July 2013
IAEA Headquarters, Vienna, Austria
AGENDA(presentation’s time is approximate and includes questions and breaks)
Monday, 1 July 2013
09:00 - 09:30Registration
09:30 - 10:30
Opening session
Welcome address - Robin Forrest, Section Head (NDS)
Administrative announcements - Alexander Öchs (NDS)
Self introductions of Participants - allElection of Chairperson and Rapporteur - all
Approval of Agenda - all
Objectives of CRP - Stanislav Simakov (NDS)
Session 1: Presentations of Research Proposals
10:30 - 11:30

Konstantin Zolotarev, IPPE - “New evaluations for 54Fe(n,p)54Mn, 58Ni(n,2n)
and 93Nb(n,γ)94Nb reactions”

11:30 - 12:30

Vladimir Pronyaev, IPPE

12:30 - 14:00

Lunch break

14:00 - 15:00

Larry Greenwood, PNNL

15:00 - 16:00

Nikolay Kornilov, Ohio University - “Standard neutron field for high energy(current status, how to increase an accuracy)”

16:00 - 17:00

Rudolph Nchodu, iThemba LABS - “Measurements of neutron cross sections
at iThemba LABS”

17:00 - 18:00

Milan Stefanik, NPI Řež - “Experimental validation of IRDFF
cross-sections in quasi-monoenergetic neutron
fluxes in 20-35 MeV energy range”- “High-energy (n,xn) dosimetry reactions”- “Integral Testing of IRDFF Cross Sections andNew STAYSL_PNNL Software Suite”

Coffee breaks as needed
Tuesday, 02 July 2013
Session 1: Presentations of Research Proposals
9:00 - 10:00

Hiroshi Yashima, Kyoto University – “Activation cross section measurements
by high energy neutrons"－ 6 －10:00 - 11:00

Chikara Konno, JAEA - "Research plan on IRDFF testing and improving at
JAEA/FNS"

11:00 - 12:00

Maurizo Angelone, FNG -“Feasibility of IRDFF validation bybenchmark/mock-up experiments performed at the 14 MeV
Frascati Neutron Generator”

12:00 - 13:00

Frank Wissmann, PTB - “Neutron Metrology at PTB”

13:00 - 14:00

Lunch break

14:00 - 15:00

Pierfrancesco Mastinu, INFN - “LENOS and BELINA facilities formeasuring Maxwellian averaged cross section”
Andrej Trkov, JSI – “Validation of the Dosimetry Cross Sections byIntegral Experiments“
Skip Kahler, LANL - “LANL Contribution to Testing and Improving theIAEA International Dosimetry Library for Fissionand Fusion”
Patrick Griffin, SNL - “Use of Neutron Benchmark Fields for the Validationof Dosimetry Cross Sections”
Coffee breaks as needed

16:00 - 17:00
17:00 - 18:00
17:00 - 18:00

Wednesday, 03 July 2013
9:00 - 10:00
Christophe Destouches, Cadarache - "Proposed CEA contribution to the CRP
IRDFF1.0 Experimental Validation"
10:00 - 11:00
Axel Klix, KIT - "The D-T neutron generator laboratory of TU Dresden"
11:00 - 12:00
Valery Chechev, Radium Institute - “Problem of improving IRDFF Decay
Library: list of radionuclides, status of theavailable evaluated decay data, needs for new(updated) evaluations.”
13:00 - 14:00
Lunch break
14:00 - 17:00
Session 2: Discussion of expected outputs and research coordination
Coffee breaks as needed
18:00 -Hospitality event: Visit to “Zur Alten Kaisermühle”( http://www.kaisermuehle.at/ )Thursday, 04 July 2013
9:00 - 10:00

Arjan Plompen, IRMM - "The IRMM contribution to the IRDFF CRP"

09:00 - 12:30

Session 2: Discussion of expected outputs and research coordination

12:30 - 14:00

Lunch break

14:00 - 18:00

Session 2: Drafting of the Summary Report of the Meeting
Coffee breaks as needed

Friday, 05 July 2013
09:00 - 12:30

Session 2: Review of the Meeting Summary Report

16:00

Closing of the Meeting－ 7 －参考2：参加者リスト

First Research Coordination Meeting on
Testing and Improving
the International Reactor Dosimetry and Fusion File (IRDFF)
1 – 5 July 2013, Vienna, Austria
LIST OF PARTICIPANTSCZECH REPUBLIC
Mr. Milan STEFANIKNuclear Research Institute ŘežFRANCEMr Cristophe DESTOUCHESCEA – Centre d’etudes nucleaires de Cadarache

GERMANYMr Axel KLIX

Institute for Neutron Physics and Reactor Technology
Karlsruhe Institute of Technology

Mr Frank WISSMANN

Physikalisch Technische Bundesanstalt

ITALY
Mr Maurizio ANGELONEDivision of Fusion, Centro Ricerche Energia-Frascati, ENEA

Mr Pierfrancesco MASTINU

Italian Physical Society, INFN, Laboratorio Nazionale di LegnaroViale dell’ Universita

JAPANMr Chikara KONNO

Japan Atomic energy Agency

Mr Hiroshi YASHIMA

Kyoto University, Research Reactor Institute

RUSSIAN FEDERATION
Mr Valery CHECHEV

Khlopin Radium Institute

SLOVENIAMr Andrej TRKOVJožef Stefan Institute

SOUTH AFRICA
Mr Rudolph NCHODU

iThemba Laboratory for Accelerator-based Sc.

－ 8 －UNITED STATES OF AMERICA
Mr Lawrence GREENWOOD

Pacific Northwest Laboratory

Mr Albert C. III KAHLER

Los Alamos National Laboratory, Nuclear Physics GroupMr Nikolay KORNILOV

Ohio University, Department of Physics and Astronomy
John E. Edwards Accelerator Laboratory

CONSULTANTS
Mr Konstantin ZOLOTAREVInstitute for Physics and Power Engineering

Mr Vladimir PRONYAEV

Institute for Physics and Power Engineering

Mr Patrick GRIFFIN

Sandia National Laboratories

INTERNATIONAL ORGANSIATION
Mr. Arjan PLOMPEN

EC-JRC-IRMM

IAEA
Mr Stanislav SIMAKOV(CRP Officer)

Mr Roberto CAPOTE NOY(CRP alternative Officer)

Mr Robin FORRESTMr Naohiko OTSUKA
Ms Valentina SEMKOVAHead of the Nuclear Data Services Unit, Nuclear Data Section
Division of Physical and Chemical Sciences
Head of the Nuclear Data Development Unit, Nuclear Data Section
Division of Physical and Chemical Sciences
Head of the Nuclear Data SectionDivision of Physical and Chemical Sciences
Nuclear Data Services Unit, Nuclear Data Section
Division of Physical and Chemical Sciences
Nuclear Data Services Unit, Nuclear Data Section
Division of Physical and Chemical Sciences－ 9 －