J-PARC物質・生命科学実験施設における試料放射化計算コードの開発

Development of sample radio-activity evaluation code at Materials and Life Science Facility in J-PARC

原田 正英   ; 山口 雄司   ; 橋本 典道*; 伊藤 卓*; 田島 考浩*; 奥 隆之   ; 羽賀 勝洋  ; 池田 浩*; 田村 智志*

Harada, Masahide; Yamaguchi, Yuji; Hashimoto, Norimichi*; Ito, Taku*; Tajima, Takahiro*; Oku, Takayuki; Haga, Katsuhiro; Ikeda, Hiroshi*; Tamura, Satoshi*

J-PARC物質・生命科学実験施設では、3GeV、1MWの陽子ビームを炭素標的や水銀標的に当てることで、ミュオンや中性子を生成している。生成されたミュオンや中性子は、それぞれの実験装置に供給され、物質科学や生命科学を中心に、様々な研究に活用されている。一方で、中性子やミュオンが試料に照射されることにより、試料中や試料ホルダーなどで、放射性物質が生成されるために、施設の安定的な運転管理のためには、生成される放射性物質の種類と放射能を推定するコードが必要であった。そこで、DCHAIN-SP-2001コードのデータを利用し、試料放射化計算コードを開発した。実験装置毎に照射条件を選択し、各試料の情報を入れることで、遮蔽計算で用いている中性子束データに、試料の組成毎の放射化断面積を掛け合わせて、放射化量を算出可能とした。本コードは、JAVAをベースに書かれ、Web上でアクセスでき、各クライアントに負荷をかけないよう、サーブレットとして稼働し、センター内のネットワークから利用可能である。また実測モードを有しており、実測ベースの中性子束を導入することで、実際に近い放射化計算が実現できる。また、計算結果をPDFで出力することもできる。今後、様々な物質の放射化実験を行い、本試料放射化計算コードとの比較を行う。

In Materials and Life Science Experimental Facility at J-PARC, carbon and mercury targets bombarded by 3 GeV and 1 MW proton beam produce muons and neutrons to provide to muon and neutron instruments. As the samples irradiated by muons and neutrons produce radioactive materials, an estimation of the radioactive materials produced in the irradiated samples is necessary for the stable operation and management of the facility. Therefore, a sample radio-activity evaluation code was developed using data from the DCHAIN-SP-2001 code. By selecting the irradiation conditions for each experiment and entering the information for each sample, the radio-activity of a sample can be calculated by multiplying the neutron flux by the activation cross section. The code is a servlet application, programed by JAVA, accessible on the Web, and can be used from the internal network. In the future, we will conduct activation experiments on various materials and validate this code.