Production cross-sections of residual nuclides from Zr + at 27 MeV/nucleon

核子当たり27MeVでのZr+反応からの残留核生成断面積

Hwang, J.*; Chillery, T.*; 堂園 昌伯*; 今井 伸明*; 道正 新一郎*; 炭竃 聡之*; 千賀 信幸*; 大田 晋輔*; 中山 梓介  ; 他49名*

Hwang, J.*; Chillery, T.*; Dozono, Masanori*; Imai, Nobuaki*; Michimasa, Shinichiro*; Sumikama, Toshiyuki*; Chiga, Nobuyuki*; Ota, Shinsuke*; Nakayama, Shinsuke; 49 of others*

核変換は高レベル廃棄物の再処理、特に使用済み燃料からZrのような長寿命核種を処理するための有望な手段であると考えられている。これらの核種に対する核反応データを蓄積することは、核変換の検討や反応機構を包括的に理解するために不可欠である。本研究では、Zrに対する陽子入射反応からの残留核生成断面積を、核子当たり27MeVのエネルギーで逆運動学法を用いて測定した。理研RIBFのOEDOビームラインを用いて、Nb, Zr, Yの各同位体の生成断面積を導出した。励起関数について、TALYSやCCONEによる理論予測は、本研究や先行研究の実験値と概ね良い一致を示した。本研究で測定された断面積は、廃棄物処理に関する将来の検討のための貴重なデータとなる。

Nuclear transmutation emerges as a promising approach for reprocessing high-level waste, specifically treating long-lived nuclides like Zr from spent fuel. It is essential to accumulate reaction data for these nuclei to advance this prominent treatment and to build a comprehensive understanding of reaction mechanisms. In this study, the residual production cross-sections resulting from proton-induced reactions on Zr were measured at 27 MeV/nucleon in inverse kinematics. At the RIKEN-RIBF facility the OEDO beamline was used to deduce production cross-sections for isotopes, Nb, Zr, and Y. Comparing the results from this study and prior research with calculated excitation functions, a moderate agreement is found with theoretical predictions derived from TALYS and CCONE. Despite the potential limitations of low-energy proton-induced reactions for Zr transmutation, the measured cross-sections offer valuable insights for future considerations in nuclear-waste treatment facilities. This is particularly relevant for facilities exploring innovative methods, such as accelerator-driven systems.