Beam-transport optimization for cold-neutron spectrometer

中島 健次; 河村 聖子; 菊地 龍弥; 梶本 亮一; 高橋 伸明*; 中村 充孝; 曽山 和彦; 長壁 豊隆

EPJ Web of Conferences, 83, p.03011_1 - 03011_5, 2015/01

https://doi.org/10.1051/epjconf/20158303011

アマテラスは、J-PARC物質・生命科学実験施設に設置された冷中性子ディスクチョッパー型分光器であり、上流に設置したパルス整形チョッパーとJ-PARCの大強度中性子源との組み合わせで、大強度,高分解能、そして、実験の目的に合わせて分解能等を自在に変える自由度の高さを備えた中性子非弾性散乱装置である。この装置の中性子を試料位置まで輸送するビーム輸送系は、高性能スーパーミラーによって構成されるだけでなく、その形状についても、水平面内についてはバックグラウンドを抑える曲導管を、垂直面内に置いては試料位置の強度を最大化する楕円形状を採用し、さらに、性能を最適化するための工夫を凝らしている。本発表では、アマテラスのビーム輸送系に投入されている数々の技術検討の成果についてその詳細を述べる。

Shielding experiments under JASMIN collaboration at Fermilab, 3; Measurement of high-energy neutrons penetrating a thick iron shield from the antiproton production target by Au activation method

松村 宏*; 木下 哲一*; 岩瀬 広*; 豊田 晃弘*; 春日井 好己; 松田 規宏; 坂本 幸夫; 中島 宏; 八島 浩*; Mokhov, N.*; et al.

Journal of the Korean Physical Society, 59(2), p.2059 - 2062, 2011/08

https://doi.org/10.3938/jkps.59.2059

フェルミ国立加速器研究所の反陽子ターゲットステーションは、120GeVに加速された陽子によって生成された二次粒子を厚い鉄及びコンクリートの遮蔽体で遮蔽している。約2m厚の鉄遮蔽体を透過してくる100MeVを超える高エネルギーの中性子強度を測定するため、金の放射化法及び低バックグランド線測定システムの組合せによって実施した。中性子強度の指標として、8核種の核破砕生成物の生成量を求めた。測定結果と100MeV以上の計算結果との比較により、本手法が100MeVを超える高エネルギー中性子の測定に有用であることがわかった。

Curved neutron guide of the cold neutron disk-chopper spectrometer at J-PARC

梶本 亮一; 中島 健次; 中村 充孝; 長壁 豊隆; 佐藤 卓*; 新井 正敏

Journal of Neutron Research, 16(3-4), p.81 - 86, 2008/09

現在、大強度陽子加速器(J-PARC)物質・生命科学実験施設(MLF)の核破砕中性子源に設置すべく冷中性子ディスクチョッパー分光器(CNDCS)が建設中である。この分光器は80meV以下の入射エネルギーの中性子を用いた低エネルギー領域の非弾性現象の研究に利用される。この分光器の減速材-試料間の距離()は30mであり、減速材と試料の間には中性子スーパーミラー・ガイド管を設置する。陽子が中性子ターゲットに入射した直後に発生する速中性子や線を取り除くために、ガイド管は湾曲されている(カーブドガイド)。今回の発表では、CNDCSのカーブドガイドのパフォーマンスをモンテカルロ・シミュレーション・プログラムMcStasを用いて評価した結果について報告する。カーブドガイドによる強度ゲインや中性子ビームの空間・角度分布を幾つかのスーパーミラーを幾つか変えた場合について調べた。さらに、直線ガイド管にチョッパーを組合せた場合との比較についても考察する。

20 MeV quasi-monoenergetic electron beam production by using JLITE-X laser system at JAEA-APRC

森 道昭; 神門 正城; 大東 出; 小瀧 秀行; 林 由紀雄; 小倉 浩一; 匂坂 明人; Esirkepov, T. Z.; 中島 一久; 大道 博行; et al.

International Journal of Modern Physics B, 21(3&4), p.407 - 414, 2007/02

https://doi.org/10.1142/S0217979207042185

2005年9月に原子力機構において、レーザー照射実験を行い、準単色構造の電子ビームの生成に成功した。実験では、テラワットレーザービームをf=648mmの集光ミラーによってガス密度2.0-2.510cm(電子密度換算で4.1-5.010cm)のHeガスジェット上に集光・照射し、9-20MeVの準単色電子ビームが生成され、さらにこれを超える密度では、準単色構造が不安定になる現象も観測した。準単色電子生成の結果は後に行ったシミュレーション結果からも妥当な結果であることがわかり、理論・実験双方で連携した結果が得られている。発表では、この結果・考察に加え原子力機構における最近の超高強度レーザープラズマ相互作用の研究の状況についても報告する。

SP試験法による低放射化フェライト鋼の高温引張特性評価

中田 隼矢; 駒崎 慎一*; 中島 基樹*; 幸野 豊*; 谷川 博康; 芝 清之; 香山 晃*

日本金属学会誌, 70(8), p.642 - 645, 2006/08

https://doi.org/10.2320/jinstmet.70.642

スモールパンチ(SP)試験では、これまで原子力材料の分野で延性脆性遷移温度(DBTT)や靱性の評価などが行われてきた。われわれの研究で、SP試験を改良したSPクリープ試験によって、核融合炉構造材料である低放射化フェライト鋼F82H及びJLF-1の非照射環境でのクリープ特性を評価できることを報告している。今回、SPクリープ試験と同様にF82H及びJLF-1について、非照射環境にて室温と高温域(823923K)でSP試験を行った結果、標準の高温引張試験結果と良好な相関関係が成立っていることを新たに明らかにした。両試験結果の間には、次のような関係式、=1.5+96, =0.37+85が成立つことがわかった。ここで、とはそれぞれSP試験にて局部変形が開始する荷重とその最大荷重である。またとは引張試験により得られた降伏強度と引張強度である。これらの関係には、鋼種及び温度の明瞭な依存性は認められなかった。以上の結果より、SP試験法によってこれまで報告されてきた靱性やクリープ特性だけではなく、高温引張強度も評価できることがわかった。

Laser acceleration activity at JAEA-QuBS-APRC; Recent activity

森 道昭; 神門 正城; 大東 出; 小瀧 秀行; 林 由紀雄; 小倉 浩一; 匂坂 明人; 中島 一久; 大道 博行; Bulanov, S. V.; et al.

Proceedings of the International Workshop on Quark Nuclear Physics 2006, p.201 - 206, 2006/00

原子力機構におけるレーザー電子加速研究、特に2005年に行った小型レーザーを使って20MeV級の準単色電子ビーム発生に成功した研究について、レーザー装置の概要と今後の研究の展開について講演する。2005年に準相対論的強度におけるレーザーと物質の相互作用を研究する目的でチタンサファイアレーザー装置JLITE-Xを開発した。このレーザー開発後、準単色構造を持った荷電粒子の発生実験を行った。初めにわれわれは、ピーク出力3TW・パルス幅70fs・集光強度910W/cmのレーザー光をヘリウムガスジェット上に集光・照射し、自己変調型レーザー航跡場加速領域でエネルギー20MeV発散角4.6mradの電子ビームを発生させ、初めて準相対論領域すなわちa0が1を下回る強度においてレーザー駆動準単色電子発生が可能であることを実験的に明らかにした。これらの結果は、数テラワットの小型レーザーシステムでも、プラズマ物理研究ばかりでなく、応用を前提とした高エネルギー荷電粒子源にも使えることを示した。これらの研究結果を交え今後の展開について講演する。

Japanese evaluated nuclear data library version 3 revision-3; JENDL-3.3

柴田 恵一; 河野 俊彦*; 中川 庸雄; 岩本 修; 片倉 純一; 深堀 智生; 千葉 敏; 長谷川 明; 村田 徹*; 松延 廣幸*; et al.

Journal of Nuclear Science and Technology, 39(11), p.1125 - 1136, 2002/11

https://doi.org/10.3327/jnst.39.1125

前版JENDL-3.2のフィードバック情報及び各種ベンチマークテストの結果をもとに、新版JENDL-3.3のための評価が行われた。JENDL-3.2での大きな問題点は新版により解決された。即ち、熱中性子炉体系での臨界性過大評価はUの核分裂断面積及び核分裂中性子スペクトルの改訂により解消された。また、重要な重核での不適切な2次中性子エネルギー分布は統計模型計算に置き換えられた。さらに、中重核での天然元素及び同位体評価値間の矛盾も無くなった。一方、20核種について共分散データを収納した。JENDL-3.3の信頼度は原子炉及び遮蔽に関するベンチマークテストにより検証された。ベンチマークテストの結果は、JENDL-3.3の予測精度がJENDL-3.2を上回ることを証明した。

Simultaneous evaluation of fission cross sections of uranium and plutonium isotopes for JENDL-3.3

河野 俊彦*; 松延 廣幸*; 村田 徹*; 瑞慶覧 篤*; 中島 豊*; 川合 將義*; 岩本 修; 柴田 恵一; 中川 庸雄; 大澤 孝明*; et al.

Journal of Nuclear Science and Technology, 37(4), p.327 - 334, 2000/04

https://doi.org/10.3327/jnst.37.327

評価済み中性子核データライブラリーの最新版JENDL-3.3のためにU-233、U-235,U-238,Pu-239,Pu-240及びPu-241の核分裂断面積を同時に評価した。核データ評価では、それぞれの反応の絶対測定及びU-235対Pu-239のような相対測定が考慮された。本評価のために計算コードSOKを開発し、共分散評価システムKALMANに組み込んだ。実験データの誤差は関係する論文あるいはレポートから推定した。最終結果は、既存のJENDL-3.2及びENDF/B-VIの評価値と比較される。また、共分散ファイルの作成に必要な、評価値の誤差についても議論される。

ASREP: 非分離共鳴パラメータ自動探索コード

菊池 康之*; 中川 庸雄; 中島 豊*

JAERI-Data/Code 99-025, 46 Pages, 1999/04

JAERI-Data-Code-99-025.pdf:2.04MB

JENDL等の評価済み核データライブラリーでは、中性子エネルギーの低いところを分離共鳴領域として扱い、個々の共鳴のパラメータを与える。それよりエネルギーの高いところで、ドップラー効果が効くエネルギー領域(通常は数十keV以下)を非分離共鳴領域と呼び、平均断面積を再現する平均の共鳴パラメータを与える。ASREPは、平均断面積を再現するパラメータを自動探索するプログラムである。結果はENDFフォーマットで出力される。ASREPは日本の評価済み核データライブラリーJENDLのための核データ評価で、長年にわたって使用されてきた。本レポートでは、ASREPで使用する式、ASREPの使用法及び使用例を説明する。

Estimation of covariances of B, B, Mn, Pu and Pu neutron nuclear data in JENDL-3.2

柴田 恵一; 中島 豊*; 村田 徹*

JAERI-Research 98-045, 48 Pages, 1998/08

JAERI-Research-98-045.pdf:1.64MB

JENDL-3.2に収納されている5核種の核データの共分散を推定した。対象となった核種は高速炉の核設計研究で重要な、B,B,Mn,Pu及びPuである。共分散が求められた物理量は、断面積、分離・非分離共鳴パラメータ及び弾性散乱における1次のルジャンドル展開係数である。共分散推定においては、JENDL-3.2の評価に用いられたのと同じ方法が用いられた。JENDL-3.2で与えられている反応断面積が実験値を基に求められた場合は、最小自乗フィッティングコードGMAを用い共分散を推定した。一方、理論計算値の共分散はKALMANシステムにより計算した。ここで得られた共分散データはENDF-6フォーマットでファイル化され、JENDL特殊目的ファイルの1つであるJENDL-3.2共分散ファイルに収納される。