Contributions of Jyväskylä and Idaho TAGS to FP Decay-Heat Calculations: Their Complementarity and Problems Left Tadashi Yoshida Tokyo Institute of Technology.

Contributions of Jyväskylä and Idaho TAGS to FP Decay-Heat Calculations: Their Complementarity and Problems Left

Tadashi YoshidaTokyo Institute of Technology

IAEA/NDS TAGS MeetingVienna, Dec. 15-17, 2014

1) 　 Fission Yields: 　 JEFF-3.1 2) Decay Chains and Branchings: JEFF-3.13) Decay Energies : JEFF-3.1 being assumed to be approximately equivalent to ENSDF

Following calculations performed based on data files below along with the Jyväskylä & Idaho 　 TAGS Data 　(Eb and Eg )

Aggregate FP Decay-Heat Calculations

Define Pandemonity Index

Note: Calculations hereafter were carried out based on JENDL FP Decay & Yield Data File 2011

Nuclide Z AQ-Value(MeV)

P- IndexBeta DH

(MeV/ Fiss.)Gamma DH(MeV/ Fiss.)

Total DH(MeV/ Fiss.)

CumulativeContributio

n

CumulativeFraction (%)

A-Y ListComment

Rb-90 37 90 6.58 1.34E-04 1.46E-04 2.80E-04 2.80E-04 9Kr-89 36 89 5.18 0.09 7.87E-05 1.09E-04 1.88E-04 4.68E-04 14Sr-93 38 93 4.14 4.74E-05 1.37E-04 1.85E-04 6.52E-04 20Xe-137 54 137 4.17 0.05 1.34E-04 1.51E-05 1.49E-04 8.02E-04 25Y-95 39 95 4.45 7.66E-05 5.90E-05 1.36E-04 9.37E-04 29

Cs-139 55 139 4.21 9.34E-05 1.99E-05 1.13E-04 1.05E-03 32Cs-140 55 140 6.22 4.93E-05 6.24E-05 1.12E-04 1.16E-03 36Sb-133 51 133 4.00 0.31 1.81E-05 7.52E-05 9.33E-05 1.26E-03 39 ○Sb-132 51 132 5.51 0.11 3.01E-05 6.27E-05 9.28E-05 1.35E-03 42Ce-145 58 145 2.54 2.96E-05 5.73E-05 8.69E-05 1.44E-03 44I-136 53 136 6.93 0.04 3.93E-05 4.64E-05 8.57E-05 1.52E-03 47

Tc-102 43 102 4.53 4.58E-05 3.85E-05 8.43E-05 1.61E-03 50Y-94 39 94 4.92 5.89E-05 2.51E-05 8.40E-05 1.69E-03 52Sr-94 38 94 3.51 2.58E-05 5.55E-05 8.13E-05 1.77E-03 55Rb-91 37 91 5.91 3.16E-05 4.93E-05 8.09E-05 1.85E-03 57

Rb-90m 37 90 6.69 2.35E-05 5.34E-05 7.69E-05 1.93E-03 60Pr-148 59 148 4.88 4.39E-05 3.22E-05 7.61E-05 2.00E-03 62Nb-99m 41 99 4.00 0.26 2.96E-05 4.30E-05 7.26E-05 2.08E-03 64 ○ b- 98%

Xe-138 54 138 2.77 0.09 2.62E-05 4.61E-05 7.23E-05 2.15E-03 66Rb-89 37 89 4.50 2.33E-05 4.54E-05 6.87E-05 2.22E-03 68Mo-101 42 101 2.81 tbc 1.66E-05 4.84E-05 6.51E-05 2.28E-03 70 Blachot '91

Ba-142 56 142 2.21 1.74E-05 4.73E-05 6.47E-05 2.35E-03 72Ba-141 56 141 3.21 2.91E-05 2.85E-05 5.75E-05 2.41E-03 74La-143 57 143 3.43 4.61E-05 1.01E-05 5.62E-05 2.46E-03 76Tc-103 43 103 2.66 0.60 2.70E-05 2.12E-05 4.82E-05 2.51E-03 77 ○

Sb-132m 51 132 5.70 0.42 1.45E-05 2.99E-05 4.44E-05 2.55E-03 79 b - 100%

Te-133 52 133 2.94 1.43E-05 2.43E-05 3.86E-05 2.59E-03 80Tc-104 43 104 5.58 1.37E-05 2.18E-05 3.55E-05 2.63E-03 81Br-86 35 86 7.63 tbc 1.31E-05 2.15E-05 3.46E-05 2.66E-03 82

Mo-103 42 103 3.75 0.68 1.59E-05 1.61E-05 3.20E-05 2.69E-03 83

Fig. The top 30 FPs Contributing to U235 Decay Heat at 5 min Cooling after a Fission

Green: Idaho TAGSBlue: Jyvaskyla TAGSBrown: On Request List in INDC(NDA)-0551

From T.Arai, T.Yoshida, Proc. Nucl. Data Symp. 2010, JAEA-Conf 2011-002, pp.193 - 197

Nuclide Q-Value (MeV)

P-IndexFractional

Contribution (%)

Cooling Time

Half-Life Comment

Sb-133 4.00 0.31 3 5 min 2.34 min 　

Nb-99m 4.00 0.26 2 5 min 2.6 min b- : 98%

Tc-103 2.66 0.60 1 5 min 54.2 s 　

I-134 4.05 0.16 10 1 hour 52.5 min 　

Sb-130 4.96 0.31 2 1 hour 39.5 min 　

Y-93 2.89 0.15 10 1 day 10.2 hr 　

Fig. Important FP Nuclides with Large P-Index Contributing at Long Cooling Time after a U-235 Burst Fission (Complemental to the Previous Slide)

600 s

Nuclide Z AGamma

DH (Mev/Fiss.)

Fractional Contribution

(%)

Cumulative Fraction (%)

Half-LifeQ-Value (MeV)

P-Factor Etot/Eg Comment

Sr-93 38 93 9.19E-05 12 12 　 　 　 1.3 　Rb-89 37 89 6.51E-05 8 20 　 　 　 1.5 　Kr-89 36 89 4.24E-05 5 26 3.15 m 5.18 0.09 1.7 　

Rb-90m 37 90 4.09E-05 5 31 　 　 　 1.4 　Y-95 39 95 3.88E-05 5 36 　 　 　 2.3 　

Rb-90 37 90 3.77E-05 5 41 　 　 　 1.9 　Ba-142 56 142 3.62E-05 5 45 　 　 　 1.4 　Xe-138 54 138 2.63E-05 3 49 14.1 m 2.77 0.09 1.6 　Ba-141 56 141 2.58E-05 3 52 　 　 　 2.0 　

Mo-101 42 101 2.43E-05 3 55 14.6 m 2.81 0.08 1.3 Blachot 1991

Y-94 39 94 2.36E-05 3 58 　 　 　 3.4 　Cs-138 55 138 2.00E-05 3 61 　 　 　 1.5 　Tc-102 43 102 1.63E-05 2 63 　 　 　 2.2 　Ce-145 58 145 1.53E-05 2 65 　 　 　 1.5 　Sb-131 51 131 1.48E-05 2 67 23.0 m 3.22 0.17 1.3 　I-134 53 134 1.40E-05 2 68 52.5 m 4.18 0.16 1.2 　

Te-133 52 133 1.32E-05 2 70 12.5 m 2.94 0.002 1.6 　Cs-139 55 139 1.25E-05 2 72 　 　 　 5.7 　

Sb-130m 51 130 1.15E-05 1 73 6.3 m 4.96 0.31 1.4 beta 100%Te-133m 52 133 1.06E-05 1 74 55.4 m 3.28 0.07 1.2 　Tc-104 43 104 1.05E-05 1 76 　 　 　 1.6 　La-142 57 142 9.89E-06 1 77 　 　 　 1.4 　

Y-93m 39 93 9.67E-06 1 78 0.82 s 0.76 inapplicab

le1.1 I.T. 100%

Nb-99m 41 99 8.87E-06 1 79 2.6 m 4.00 0.26 1.7 beta 98%Sb-130 51 130 8.51E-06 1 80 39.5 m 4.96 0.10 1.2 　

Sn-129m 50 129 8.41E-06 1 82 6.9 m 4.06 0.19 1.4 beta 100%Sb-132 51 132 8.13E-06 1 83 　 　 　 1.5 　Br-84 35 84 8.05E-06 1 84 31.5 m 4.63 0.10 1.7 　

La-143 57 143 7.77E-06 1 85 　 　 　 5.6 　Sb-132m 51 132 7.52E-06 1 86 4.10 m 5.51 0.40 1.5 beta 100%

Fig. The top 30 FPs Contributing to U233 Gamma DH at 10 min after a Fission Burst

Green: Idaho TAGSBlue: Jyvaskyla TAGSBrown: On Request List in INDC(NDA)-0551

600 s

Nuclide Z AGamma DH (Mev/Fiss.)

Fractional Contribution

(%)

Cumulative Fraction (%)

Half-LifeQ-Value (MeV)

P-Factor Etot/Eg Comment

Sr-93 38 93 8.60E-05 10 10 　 　 　 1.3 　Rb-89 37 89 5.04E-05 6 17 　 　 　 1.5 　Y-95 39 95 4.22E-05 5 22 　 　 　 2.3 　

Rb-90 37 90 3.98E-05 5 27 　 　 　 1.9 　Mo-101 42 101 3.82E-05 5 31 14.6 m 2.81 0.08 1.3 　Kr-89 36 89 3.62E-05 4 36 3.15 m 5.18 0.09 1.7 　

Xe-138 54 138 3.61E-05 4 40 14.1 m 2.77 0.09 1.6 　Ba-142 56 142 3.41E-05 4 44 　 　 　 1.4 　Tc-102 43 102 2.83E-05 3 48 　 　 　 2.2 　Rb-90m 37 90 2.39E-05 3 51 　 　 　 1.4 　Ba-141 56 141 2.35E-05 3 53 　 　 　 2.0 　

Y-94 39 94 2.23E-05 3 56 　 　 　 3.4 　Te-133 52 133 2.22E-05 3 59 12.5 m 2.94 0.002 1.6 　Cs-138 55 138 1.99E-05 2 61 　 　 　 1.5 　Sb-133 51 133 1.88E-05 2 64 2.34 m 4.00 0.31 1.2 　Tc-104 43 104 1.87E-05 2 66 　 　 　 1.6 　Sb-131 51 131 1.85E-05 2 68 23.0 m 3.22 0.17 1.3 　Ce-145 58 145 1.82E-05 2 70 　 　 　 1.5 　Sb-132 51 132 1.82E-05 2 73 2.79 m 5.51 0.35 1.5 　Te-134 52 134 1.41E-05 2 74 　 　 　 1.3 　Cs-139 55 139 1.38E-05 2 76 　 　 　 5.7 　

Sb-130m 51 130 1.29E-05 2 78 6.3 m 4.96 0.31 1.4 　Sb-132m 51 132 1.28E-05 2 79 4.10 m 5.51 0.40 1.5 　Te-133m 52 133 1.14E-05 1 80 55.4 m 3.28 0.07 1.2 　Nb-99m 41 99 1.13E-05 1 82 2.6 m 4.00 0.26 1.7 　

I-134 53 134 9.59E-06 1 83 52.5 m 4.18 0.16 1.2 　

Y-93m 39 93 9.04E-06 1 84 0.82 m 0.76 inapplicab

le1.1

IT, 95Sr:7.4m

Sb-130 51 130 8.75E-06 1 85 39.5 m 4.96 0.10 1.2 　La-142 57 142 8.25E-06 1 86 　 　 　 1.4 　La-143 57 143 7.90E-06 1 87 　 　 　 5.6 　

Fig. The top 30 FPs Contributing to U235 Gamma DH at 10 min after a Fission Burst

Green: Idaho TAGSBlue: Jyvaskyla TAGSBrown: On Request List in INDC(NDA)-0551

600 s

Nuclide Z AGamma

DH (Mev/Fiss.)

Fractional Contribution

(%)

Cumulative Fraction (%)

Half-LifeQ-Value (MeV)

P-Factor Etot/Eg Comment

Tc-104 43 104 6.02E-05 8 8 　 　 　 1.6 　Sr-93 38 93 5.14E-05 7 15 　 　 　 1.3 　

Mo-101 42 101 4.43E-05 6 21 14.3 m 2.81 0.08 1.3 　Tc-102 43 102 3.97E-05 5 26 　 　 　 2.2 　Y-95 39 95 3.12E-05 4 30 　 　 　 2.3 　

Xe-138 54 138 2.87E-05 4 34 14.1 m 2.77 0.09 1.6 　Ba-142 56 142 2.73E-05 4 38 　 　 　 1.4 　Tc-105 43 105 2.73E-05 4 42 　 　 　 2.7 　Ba-141 56 141 2.10E-05 3 45 　 　 　 2.0 　Cs-138 55 138 1.95E-05 3 47 　 　 　 1.5 　Sb-132 51 132 1.85E-05 2 50 2.79 m 5.51 0.35 1.5 　Sb-131 51 131 1.77E-05 2 52 23.0 m 3.22 0.17 1.3 　Rb-89 37 89 1.77E-05 2 54 　 　 　 1.5 　I-134 53 134 1.67E-05 2 57 52.5 m 4.18 0.16 1.2 　

Te-133 52 133 1.61E-05 2 59 12.5 m 2.94 0.002 1.6 　

Rh-108 45 108 1.54E-05 2 61 16.8 s 4.51 0.66 2.1 108Ru:4.55

mY-94 39 94 1.53E-05 2 63 　 　 　 3.4 　

Sb-132m 51 132 1.43E-05 2 65 4.10 m 5.51 0.40 1.5 　Sb-130m 51 130 1.41E-05 2 67 6.3 m 4.96 0.31 1.4 　Ce-145 58 145 1.36E-05 2 69 　 　 　 1.5 　Rb-90m 37 90 1.28E-05 2 70 　 　 　 1.4 　Rb-90 37 90 1.17E-05 2 72 　 　 　 1.9 　Cs-139 55 139 1.15E-05 2 73 9.27 m 4.21 0.06 5.7 　Kr-89 36 89 1.14E-05 2 75 3.15 m 5.18 0.09 1.7 　

Te-133m 52 133 1.13E-05 2 76 55.4 m 3.28 0.07 1.2 　Nb-99m 41 99 1.12E-05 1 78 2.6 m 4.00 0.26 1.7 　Ru-107 44 107 1.05E-05 1 79 3.75 m 2.94 0.15 2.8 　Sb-130 51 130 1.04E-05 1 81 39.5 m 4.96 0.10 1.2 　Sb-133 51 133 9.85E-06 1 82 2.34 m 4.00 0.31 1.2 　Te-134 52 134 9.33E-06 1 83 41.8 m 1.53 0.27 1.3 　

Fig. The top 30 FPs Contributing to Pu-239 Gamma DH at 10 min after a Fission Burst

Green: Idaho TAGSBlue: Jyvaskyla TAGSBrown: On Request List in INDC(NDA)-0551

Recoverable Fission EnergyK.E. of Fission fragment : 168 MeVFission Neutron : 5 MeVPrompt Gamma : 7 MeVDelayed Gamma : 7 MeVBeta : 8 MeV Total 195 MeV

Fission Gamma-Ray Spectrum from Operating Reactors

Thank you for Your Attention