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岩元 洋介; 佐藤 達彦; 仁井田 浩二*; 橋本 慎太郎; 小川 達彦; 古田 琢哉; 安部 晋一郎; 甲斐 健師; 松田 規宏; 岩瀬 広*; et al.
JAEA-Conf 2016-004, p.63 - 69, 2016/09
粒子・重イオン輸送計算コードシステムPHITSは、原子力機構を中心に、複数の国内外の研究機関の協力の下で開発が進められている。同コードは、様々な核反応モデルやデータライブラリにより、中性子・陽子・重イオン・電子・光子等のほとんどの種類の粒子の輸送を取り扱うことが可能で、ソースプログラム,実行ファイル,データライブラリといった全ての構成要素が一つのパッケージにまとめられて配布されている。現在、1800人を超える研究者等がPHITSユーザーとして登録されており、核技術、加速器施設の設計、医学物理といった様々な分野で利用している。本発表ではPHITSに組み込まれている物理モデルを簡単にまとめ、最新のミューオン核反応モデル、
脱励起モデルEBITEMについて紹介する。また、IAEA-CRP「初期の放射線損傷断面積」の活動の下で行っている、PHITSを用いた材料のはじき出し断面積、はじき出し原子エネルギースペクトル、カーマの計算結果について紹介を行う。
中嶋 洋輔*; 武田 寿人*; 市村 和也*; 細井 克洋*; 大木 健輔*; 坂本 瑞樹*; 平田 真史*; 市村 真*; 池添 竜也*; 今井 剛*; et al.
Journal of Nuclear Materials, 463, p.537 - 540, 2015/08
被引用回数：20 パーセンタイル：83.66(Materials Science, Multidisciplinary)A divertor simulation experimental module (D-module) with a V-shaped divertor target is installed in the west end-sell in GAMMA 10 large tandem mirror device, and a hydrogen plasma irradiation experiment to the target have been started to investigate radiation cooling mechanism on the target. A gas injection system is installed in the D-module and Langmuir probe and calorie meter array are mounted on the target plate. During the plasma irradiation, the highest electron density of 2.4 
10
m
and a significant reduction of the electron temperature from a few tens of eV to 2 eV are achieved on the target plate by hydrogen and noble gas injection into the D-module.
中嶋 洋輔*; 坂本 瑞樹*; 吉川 正志*; 大木 健輔*; 武田 寿人*; 市村 和也*; 細井 克洋*; 平田 真史*; 市村 真*; 池添 竜也*; et al.
Proceedings of 25th IAEA Fusion Energy Conference (FEC 2014) (CD-ROM), 8 Pages, 2014/10
In the large tandem mirror device GAMMA 10/PDX, a divertor simulation experimental module (D-module) with a V-shaped divertor target have been installed in the end-mirror. A massive gas injection of hydrogen and noble gases (argon and xenon) into the D-module during hydrogen plasma irradiation onto the target was performed, and plasma detachment from the target was investigated. Electron temperature measured by Langmuir probe array on the target was significantly reduced from a few tens of eV to 
3 eV, and particle flux was also reduced. A bright H
emission in the upstream region of the D-module and strong reduction near the target were observed by a two-dimensional image of H emission in the target observed with a high-speed camera. Molecular activated recombination (MAR) process is expected to contribute to the reduction of the electron temperature and the particle flux.
岸田 潔*; 細田 尚*; 澤田 淳; 佐藤 久; 中島 伸一郎*; 安原 英明*
Harmonising Rock Engineering and the Environment, p.1327 - 1330, 2011/10
自然の亀裂中の開口部は不均質な分布を呈するにもかかわらず、一般に均質な平行平板モデルで表現され、亀裂の透水特性の評価には三乗則が適用される。平行平板モデルで三乗則が適用されるのは、レイノルズ数が1.0以下であり、移流項が流れに影響しないことが知られている。本研究では、レイノルズ数が1以下の条件下での単一亀裂透水実験に対し、移流項を考慮したモデル(2Dモデル)による2次元浸透流解析を行った。得られた結果から、局所レイノルズ数の評価と三乗則成立に加えて2Dモデルの検証に関する検討を行った。
松田 規宏; 岩元 洋介; 原田 正英; 勅使河原 誠; 明午 伸一郎; 前川 藤夫; 小栗 朋美*; 中野 秀生*; 中尾 徳晶*; 中根 佳弘; et al.
JAEA-Technology 2008-030, 150 Pages, 2008/03
JAEA-Technology-2008-030.pdf:20.67MB
大強度陽子加速器施設J-PARC(Japan Proton Accelerator Research Complex)の放射線遮蔽設計及び許認可申請における安全解析においては、数種類の高エネルギー粒子輸送計算コードが用いられている。そこで、これらの計算コードについて精度評価を行うため、おもに実験に基づいた、厚いターゲットからの中性子生成量,ビームダンプ体系,遮蔽体深層透過及びストリーミングといった遮蔽ベンチマーク問題を作成し、解析を行った。その結果、各計算コードによる結果が、全体としてファクター2以内の精度で実験値を再現することを示した。
前川 藤夫; 明午 伸一郎; 春日井 好己; 高田 弘; 猪野 隆*; 佐藤 節夫*; Jerde, E.*; Glasgow, D.*; 仁井田 浩二*; 中島 宏; et al.
Nuclear Science and Engineering, 150(1), p.99 - 108, 2005/05
被引用回数：6 パーセンタイル：40.41(Nuclear Science & Technology)米国BNLのAGS加速器による1.94, 12, 24GeVの陽子ビームを入射した鉛反射体付き水銀核破砕中性子ターゲット模擬体系における中性子工学実験の解析を行い、陽子加速器駆動による核破砕中性子源に対する中性子工学計算の妥当性検証を行った。解析にはモンテカルロ法粒子輸送計算コードNMTC/JAM, MCNPX, MCNP-4A、及びJENDL, LA-150の核データライブラリを用いた。その結果、取り扱ったエネルギー範囲がGeVからmeVまで12桁以上に及ぶにもかかわらず、高速中性子束及び熱中性子束の計算値はほぼ
40%以内で実験値と一致した。このことから、これらの計算コードとデータの組合せによる中性子工学計算により、核破砕中性子源の核特性評価を適切に行えるとの結論を得た。
中島 宏; 高田 弘; 春日井 好己; 明午 伸一郎; 前川 藤夫; 甲斐 哲也; 今野 力; 池田 裕二郎; 大山 幸夫; 渡辺 昇; et al.
Proceedings of 6th Meeting of the Task Force on Shielding Aspects of Accelerators, Targets and Irradiation Facilities (SATIF-6), (OECD/NEA No.3828), p.27 - 36, 2004/00
米国ブルックヘブン国立研究所AGS(Alternating Gradient Synchrotron)加速器を用いて行われている一連の核破砕ターゲット実験及びその解析の概要について報告する。本実験では、中性子発生特性,遮蔽設計パラメータに関する情報を得ることを目的として、AGS加速器から得られる数GeV,数百kJの陽子ビームを水銀核破砕ターゲットに入射し、そこで発生する二次粒子を用いて、中性子工学及び遮蔽に関する実験を過去4年間にわたって行ってきた。昨年、遮蔽実験を行うとともに、これまでの実験結果の解析を通して大強度陽子加速器施設の設計コードの精度検証が精力的に行われている。本報告では、昨年行った遮蔽実験の最新結果及びこれまで行ってきた実験解析の結果について紹介する。
中島 宏; 高田 弘; 春日井 好己; 明午 伸一郎; 前川 藤夫; 甲斐 哲也; 今野 力; 池田 裕二郎; 大山 幸夫; 渡辺 昇; et al.
Journal of Nuclear Science and Technology, 39(Suppl.2), p.1155 - 1160, 2002/08
次世代の数MW級核破砕中性子源の開発を目的として、日米欧の国際協力の下、米国ブルックヘブン国立研究所においてAGS(Alternating Gradient Synchrotron)加速器を用いた一連の実験が行われている。実験では、AGS加速器から得られる数GeV,数百kJの陽子ビームを水銀核破砕ターゲットに入射して、中性子源開発における重要な課題である、圧力波発生機構,中性子発生特性,遮蔽設計パラメーターに関する情報を得るため、圧力波測定,発熱分布測定など熱工学的実験並びに、発生中性子分布,エネルギースペクトル測定,遮蔽体内中性子減衰特性測定,核破砕生成物測定等,中性子工学実験及び遮蔽実験を行っている。ここでは、中性子工学実験及び遮蔽実験に関してこれまでに得られた成果など研究の現状について紹介する。
田中 進; 中島 宏; 坂本 幸夫; 中根 佳弘; 明午 伸一郎; 田中 俊一; 中村 尚司*; 高田 真志*; 黒沢 忠弘*; 平山 英夫*; et al.
Health Physics, 81(4), p.406 - 418, 2001/10
被引用回数：5 パーセンタイル：38.96(Environmental Sciences)日本原子力研究所高崎研究所イオン照射研究施設において、68MeVの陽子で銅ターゲットを照射している照射室及び長さ29mの3脚迷路内の漏洩放射線測定実験を行った。実験では、中性子及び線のエネルギースペクトル並びに線量当量率、中性子反応率を各種検出器及び線量計で測定した。中間エネルギー領域の陽子加速器施設の設計において、測定値は、照射室内の熱中性子束及び迷路内漏洩熱中性子の評価に経験式が応用可能であることを示した。測定データは、中性子捕獲反応による生成2次線が支配的となっている迷路内の線線量当量率の評価が必須であることを示唆している。
明午 伸一郎; 中島 宏; 高田 弘; 春日井 好己; 猪野 隆*; 前川 藤夫; Hastings, J.*; 渡辺 昇; 大山 幸夫; 池田 裕二郎
JAERI-Data/Code 2001-014, 23 Pages, 2001/03
JAERI-Data-Code-2001-014.pdf:1.55MB
1.94,12及び24GeV陽子を水銀ターゲットに入射し、ターゲット内の温度,圧力波及び中性子特性を測定するAGS核破砕ターゲット実験における入射ビームのプロファイルと強度の測定を行った。入射陽子ビームプロファイルのオンライン検出器としてセグメント化された平行平板電離箱(CHIDORI)を用いた。また、プロファイルはアルミ箔を陽子ビームで放射化し、これから生成する及び
線の強度分布をイメージングプレート(IP)で検出する方法を測定した。ビーム強度の測定には積分型カレントトランスフォーマー(ICT)及び銅箔の放射化法を用いた。CHIDORI及びIPによるプロファイルの結果は良い一致を示した。また、ICT法と放射化法によるビーム強度の結果は、12及び24GeV陽子に対し3%以内で良い一致を示した。さらに、これらの値はAGSのチームが設置したセグメント型ワイヤー電離箱(SWIC)及び二次放出電離箱(SEC)による結果と良い一致を示した。以上より、モニター手法を確立し温度及び圧力波等の実験解析が入射陽子あたりで規格化できるようになった。
O moderator coupled with mercury target明午 伸一郎; 前川 藤夫; 春日井 好己; 中島 宏; 池田 裕二郎; 渡辺 昇; 猪野 隆*; 佐藤 節夫*; ASTE Collaboration
JAERI-Conf 2001-002, p.941 - 954, 2001/03
AGSを用いた国際共同実験として、鉛反射体付き水銀ターゲットシステムに水減速材を組み込み、水減速材から生じる中性子のスペクトルをカレントTOF法を用いて測定した。水銀ターゲットに1.9,12及び24GeV陽子を入射し、水減速材から漏洩する熱中性子のスペクトルを
Li,
Liガラスシンチレータを用いて測定した。ターゲットと減速材の位置に対する中性子束の変化に着目し、ターゲットを入射陽子軸方向に移動させて測定した。投入電力あたりの測定の積分強度は、入射エネルギーが高くなるとわずかに減少することが観測された。また、減速材の位置を15cmの範囲で変更しても、中性子強度は10%程度の範囲で大きな変化がないことがわかった。これは、実際のターゲットと減速材設計において減速材位置の自由度があることを示す。
春日井 好己; 高田 弘; 明午 伸一郎; 前川 藤夫; 中島 宏; 池田 裕二郎; 猪野 隆*; 佐藤 節夫*; Jerde, E.*; Glasgow, D.*
JAERI-Data/Code 2000-042, 62 Pages, 2001/02
JAERI-Data-Code-2000-042.pdf:1.96MB
ASTE (AGS Spallation Target Experiment)共同実験の一環として、ブルックヘブン国立研究所のAGS加速器を使って、鉛反射対及び軽水減速材付き水銀ターゲットからGeV領域の陽子入射によって発生する核破砕中性子の特性を実験的に調べた。入射陽子のエネルギー1.94,12及び24GeVについて、水銀ターゲットに沿った位置における種々の反応率を放射化法で測定した。放射化検出器としては、インジウム,ニオブ,アルミニウム,コバルト及びビスマスを用い、0.33~4.09MeVのしきいエネルギーをカバーした。本レポートは、実験方法及びすべての実験結果をまとめたものである。
ray measurements in a target room of several tens MeV Proton Facility中島 宏; 益村 朋美*; 田中 進; 坂本 幸夫; 高田 弘; 田中 俊一; 中根 佳弘; 明午 伸一郎; 中村 尚司*; 黒沢 忠弘*; et al.
Journal of Nuclear Science and Technology, 37(Suppl.1), p.192 - 196, 2000/03
日本原子力研究所TIARAの第2軽イオン室において、67MeV陽子のp-Cu反応から生じる中性子のターゲット周囲における角度・エネルギー分布を放射化法により測定した。また、中性子ターゲット室内における速・熱中性子束の空間分布を核分裂計数管、TLD及び金の放射化法によりそれぞれ測定した。今回は、この実験について、MCNP-4B等のモンテカルロ計算コードによる解析を行い、その計算精度を検証した。その結果、中性子線源であるターゲット構造体周囲の速中性子束については、後方角を除いて、計算値は角度・エネルギー分布の測定値と50%以内で一致した。室内の速中性子束分布については、線源から離れ、散乱線の寄与が大きくなるにつれて、計算値が過小評価する傾向にあるが、50%以内で測定値と一致した。一方、熱中性子束分布については、計算値は全体的にファクター2程度測定値を過大評価した。
中島 宏; 益村 朋美*; 田中 進; 坂本 幸夫; 田中 俊一; 中根 佳弘; 明午 伸一郎; 中村 尚司*; 黒沢 忠弘*; 平山 英夫*; et al.
Journal of Nuclear Science and Technology, 37(Suppl.1), p.197 - 201, 2000/03
日本原子力研究所TIARAの第2軽イオン室に続く迷路状通路において、67MeV陽子のp-Cu反応による中性子を用いて、中性子エネルギースペクトルと熱中性子束及び線量当量空間分布を測定した。この実験について、モンテカルロ計算手法及び簡易計算手法により解析し、その精度を検証した。その結果、線量当量分布に関して、第1脚でモンテカルロ法による計算値がファクター2程度過小評価し、第3脚では過大評価となったが、第2脚では30%以内で測定値と一致した。Teschの式については、迷路入口の線量当量で規格化して比較したところ、全体として最大ファクター3程度で測定値と一致した。迷路入口におけるエネルギースペクトルの実験値と計算値の比較から、数MeV領域で計算値が過小評価となることを示した。熱中性子束分布に関しては、ターゲット室内同様に、迷路内でもファクター2程度計算値が過大評価となった。
中島 宏; 高田 弘; 明午 伸一郎; 春日井 好己; 池田 裕二郎; 大山 幸夫; 渡辺 昇*; ASTE共同チーム
Proc. of 14th Meeting of the Int. Collaboration on Advanced Neutron Sources (ICANS-14), 1, p.457 - 467, 1998/11
AGS加速器による1.5,7.0及び24GeV陽子を用いて水銀ターゲットの諸特性を測定する核破砕ターゲット積分実験を行った。ここでは、Neutronics等の実験の基本となる入射陽子ビーム形状及び投入陽子量を測定した。ビーム形状測定では、マルチワイヤプロファイルモニタとイメージングプレートの二種類の方法を用いて、上記の入射条件についてビーム入射位置及び強度分布を明確にした。投入陽子量の測定では、Cu(p,x)
Na放射化反応を用いて12%程度の精度で絶対値を求めた。本測定結果は、AGSリング内のビーム強度測定装置による測定値と比較して、24GeVの場合5%程度で一致したが、1.5GeVでは23%低かった。この差は、ビームラインにビーム収束装置が設置されていないことによりビームが発散したためである。このビームの発散については、イメージングプレートによる測定でも確認された。
田中 進; 中根 佳弘; 坂本 幸夫; 中島 宏; 明午 伸一郎; 田中 俊一; 黒沢 忠弘*; 中村 尚司*; 中尾 徳晶*; 平山 英夫*; et al.
Proc. of 1998 ANS Radiat. Protection and Shielding Division Topical Conf. Technol. for the New Century, 2, p.164 - 169, 1998/00
68MeVの陽子によって生成するp-Cu白色中性子及び光子を用い、中エネルギー加速器施設の迷路内漏洩放射線のベンチマーク実験を行った。迷路内の中性子スペクトルをBC501Aシンチレータとボナボール測定器で、熱中性子束をTLDで、中性子線量当量をレムカウンターで、光子スペクトルをBC501Aシンチレータで、光子線量当量をTLDと電離箱で各々測定した。迷路内の光子と中性子の線量当量の比は、第1屈曲で0.1、第2屈曲で0.2、第3脚では1.0となった。この結果は、中エネルギー加速器施設の長い迷路の設計では、光子の評価が重要であることを示唆している。中性子線量当量の測定値とNakamura & Uwaminoの式及びTeschの式による計算値とを比較した。計算値は、測定値とファクター3以内で一致しており、両式は中エネルギー加速器施設の迷路内漏洩中性子の計算に有用であることが確認された。
田中 進; 中島 宏; 中根 佳弘; 坂本 幸夫; 明午 伸一郎; 田中 俊一; 高田 真志*; 黒沢 忠弘*; 中村 尚司*; 中尾 徳晶*; et al.
原子核研究, 41(3), p.101 - 112, 1996/06
加速器施設の迷路遮蔽設計用のベンチマークデータとして、67MeVの陽子によるCu(p,xn)反応を用いた中性子源を用い、TIARAの第2軽イオン室で迷路内漏洩線を測定した。測定器は、BC501Aシンチレータ, ボナボール検出器, TLD, 固体飛跡検出器, レムカウンター及び放射化検出器を用いた。これら多種類の検出器を用いて測定した照射室内の中性子・ガンマ線強度分布、迷路散乱中性子・ガンマ線のエネルギースペクトル及び線量・強度分布を報告する。
中嶋 洋輔*; 市村 和也*; 武田 寿人*; 岩元 美樹*; 細田 甚成*; 清水 啓太*; 大木 健輔*; 坂本 瑞樹*; 大野 哲靖*; 門 信一郎*; et al.
no journal, ,
GAMMA10/PDXでは、非接触プラズマの生成と特性評価を目的として、ダイバータ模擬実験モジュール内部に設置したV字ターゲットへのプラズマ照射実験を行っている。ダイバータ模擬実験モジュール内に水素または希ガス(アルゴンやキセノン)を入射することで、V字ターゲット前面での非接触プラズマの形成に成功した。このとき、V字ターゲットへの熱粒子負荷の減少を観測した。また、V字ターゲットのコーナー部で測定した電子温度が数十eVから3eVに低下した。この電子温度の低下は分子活性化再結合が原因である可能性が高い。また、非接触プラズマの形成には、モジュール内へ水素ガスとキセノンガスの両方を入射することが効果的であった。
松田 規宏; 岩元 洋介; 佐藤 達彦; 橋本 慎太郎; 小川 達彦; 古田 琢哉; 安部 晋一郎; 甲斐 健師; 細山田 龍二*; 岩瀬 広*; et al.
no journal, ,
Recently, PHITS (Particle and Heavy Ion Transport code System) was revised with respect to its intra-nuclear cascade models and the neutron cross section library. In order to validate the accuracy, benchmark calculations were carried out. With regard to the neutron attenuation in iron and concrete, experimental results were selected for this benchmark calculation. Monoenergetic neutrons of 68 and 138 MeV, and spallation neutrons by 2.83-GeV proton were used as a source. The calculated results both in iron and concrete by the PHITS code were in good agreement with the experimental results on the whole, while some overestimations about 2 times were observed in the result at 100-cm-thick iron, and at 100- and 150-cm-thick concrete for the 68 MeV neutron experiment. Only for the 68-MeV experiment, neutron attenuation in iron of the PHITS calculation tended to be larger than the measured one. On the other hand, neutron attenuation in concrete showed an opposite trend.
