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谷口 正樹; 花田 磨砂也; 伊賀 尚*; 井上 多加志; 柏木 美恵子; 森下 卓俊; 奥村 義和; 清水 崇司; 高柳 智弘; 渡邊 和弘; et al.
Nuclear Fusion, 43(8), p.665 - 669, 2003/08
被引用回数：16 パーセンタイル：46.42(Physics, Fluids & Plasmas)メートル級の真空長ギャップにおいて負イオン源加速器に相当する条件での放電特性を実験的に明らかにし、ITER等のNBI運転条件で1MVの高圧を保持できる見通しを示した。上記のデータに基づき、真空絶縁方式のMeV級負イオン加速器を設計製作し、その耐電圧と負イオン加速実証試験を行った。その結果、世界で初めて真空絶縁方式による負イオン加速器によって、ほぼ定格のエネルギーである970keVまでの負イオン加速に成功し、本方式の実現性を実証した。また、負イオン生成の効率改善の研究として、低ガス圧力で高密度の負イオン生成の可能なイオン源を開発した。従来0.3Pa程度の動作圧力であったものを、イオン源フィルター磁場等の改良により0.1Paの極めて低い圧力条件でも31mA/cm
の高密度負イオンを生成する事に世界で初めて成功した。
竹内 末広
AIP Conference Proceedings 680, p.229 - 236, 2003/00
原研とKEK(高エネルギー加速器機構)の素粒子原子核研究所と合同で原研東海研究所タンデム加速器施設に放射性イオンビーム(RIB)を加速し実験する装置を設置する開発計画を進めている。この計画では、タンデム加速器をRIBを発生するための駆動器とし陽子などのビームをウランなどの標的に衝突させ核分裂生成物などから放射性核種を発生し、イオン化し質量分析し加速するもので、RIBの加速器としてはKEKで既に開発したRIB用加速器をタンデムの旧ターゲット室に設置して利用する。得られるビームのエネルギーは1核子あたり1.1MeVである。これでは核反応を起こすには不十分なエネルギーであるので、2期計画としてさらに中段の加速器を入れてタンデムの超伝導ブースターで5-9MeV/核子まで加速する計画を考えている。CAARIの会議ではRIB加速のセッションがあり、この計画の概要と個々の加速装置の概要と開発の現状を紹介する。
小原 祥裕
プラズマ・核融合学会誌, 72(5), p.393 - 402, 1996/00
近年負イオンビーム技術は日本で大きく進展し、実用上必要な10A以上の大電流負イオンビーム生成が可能となった。この大電流負イオン源開発の進展を受けて、JT-60U用と核融合科学研究所のLHD用の負イオンNBI計画が立案され、現在その建設が進められている。さらに、ITER用の1MeV級NBI技術開発も原研が中心となって進められている。このように、負イオンNBI技術は日本が世界を大きくリードしている技術領域の1つである。本解説では、負イオンを用いたNBI研究開発上の最近の主な成果について述べる。
坂本 慶司; 小林 孝幸*; 川崎 温*; 岸本 泰明; Musyoki, S.*; 渡辺 聡彦*; 高橋 麻由子*; 石塚 浩*; 佐藤 元泰*; 志甫 諒
Journal of Applied Physics, 75(1), p.36 - 42, 1994/01
被引用回数：13 パーセンタイル：60.46(Physics, Applied)1MeVクラスの相対論的電子ビームを用い、ミリ波帯自由電子レーザーの増幅実験を行った。ウィグラーには永久磁石列の平行ウィグラーを採用した。各磁石のポールピース面はハイパボリックコサイン状にカットしてあり、電子ビームの収束を計っている。ウィグラー磁場強度は1.8Kガウス、ウィグラーピッチは45mmであり合計33ピッチより構成されている。増幅実験の前に電子ビームの伝送実験を行い、約80%のビーム伝送効率を得た。引きつづき同じパラメータで45GHzにおいて増幅実験を行い、空間成長率56dB/m、ゲイン52dB、飽和出力6MWを得た。
小林 孝幸*; 坂本 慶司; 渡辺 聡彦*; Musyoki, S.*; 高橋 麻由子*; 石塚 浩*; 永島 孝; 川崎 温*; 志甫 諒
JAERI-M 92-109, 68 Pages, 1992/08
ミリ波領域のラマン自由電子レーザー(FEL)実験をフォーカシングタイプの線形ウイグラーと弱い軸方向磁場の組み合わせで行った。ビームはインダクションライナック(LAX-1)で生成される電子ビーム(1MeV,3kA)を使用した。このウイグラーのビームの伝送効率は最大75%を達成した。また軸方向磁場とビームエネルギーを変数にしてビームの伝送を測定し、線形理論で予想される不安定境界とそのharmonicと考えられる不安定領域が観測された。ビーム伝送の結果を踏まえて45GHzのクライストロンを入射源として入力電磁波の増幅実験を行った。得られたFEL出力は最大5MW、空間成長率56dB/mであった。以上の結果を3次元FELコードを用いて解析を行ったところ実験結果と良い一致が得られた。
坂本 慶司; 前原 直; 渡辺 聡彦*; 岸本 泰明; 小田 久子*; 川崎 温*; 永島 孝; 前田 彦祐; 志甫 諒
JAERI-M 91-036, 11 Pages, 1991/03
ミリ波領域における自由電子レーザー(FEL)実験が、ビームエネルギー1MeVビーム電流1~3kAのインダクションライナック(LAX-1)を用いて行われた。FELのウィグラーとしてハイパブリックサイン型の表面形状を持つビーム集束型永久磁石列が用いられ、これはウィグラー中の低エネルギー、大電流電子ビーム伝送に特に有効であることが示された。またこれを用いたミリ波発振実験において、40GHz帯ミリ波の発振が観測され、その成長率は0.42dB/cmであった。
高橋 亮人*; 杉本 久司*; 後藤 昌美*; 山中 健*; 金沢 治仁*; 前川 藤夫*
JAERI-M 90-220, 40 Pages, 1990/12
核融合炉研究開発に必要な中性子生成の二重微分断面積の14.1MeVにおける精度良いデータをうるために、オクタビアンのTOFスペクトロメータを用いて、ここ3年間測定を行ってきた。この報告は、最終年度に行なったTi、Mo、Snの結果について述べる。DDXデータは、実験室系の15~16角度点について測定し、角度積分して中性子放出スペクトルが求められた。また、弾性散乱と分離非弾性散乱について角度微分断面積もえられた。TiとMoの結果は、JENDL-3のデータと比較され、7~13MeVの領域で不一致があることがわかった。Snの結果は、ENDL-75のデータと比較された。
高橋 亮人*; 佐々木 泰裕*; 前川 藤夫*; 杉本 久司*
JAERI-M 89-214, 58 Pages, 1989/12
中性子遮蔽材及び炉構造材元素として重要なCa,Mn,Co,Wについて、14MeV中性子入射に対する中性子放出二重微分断面積が阪大オクタビアンのTOF分析装置を用いて測定された。散乱角度は15
から160にわたり16点である。二次中性子エネルギー範囲は0.5MeVから15MeVである。統計精度・エネルギー分解能ともに良好なデータが得られた。評価データ(ENDF/B-IV,JENDL-3T)との予備的比較が行われた。その結果、Caについては、低エネルギーではENDF/B-IVの過大評価がみられるが、高エネルギー側では実験値を良く再現している。Mnについては、JENDL-3Tは放出スペクトルをかなり良く再現しているが6~13MeV領域で少し過小評価となっている。Coについては、ENDF/B-IVは3
13MeVで放出スペクトルを大きく過小評価している。Wについては、ENDF/B-IVのデータは実験とスペクトルパターンが全く一致しない。
桜井 淳
Nuclear Instruments and Methods, 213(2-3), p.359 - 371, 1983/00
核分裂によって発生する1MeV以上の中性子スペクトルは計算結果とよく一致するが、減速過程をへた0.1~1MeV領域の中性子スペクトルは必ずしも一致しない。その原因は、中性子の減速過程の計算法による。そのために、中性子スペクトルを実験的に評価しなければならない。JMTRの中性子スペクトルを実験的に評価するために、その臨界実験装置JMTRCを使用した。熱中性子スペクトル、減速領域スペクトルおよび高速中性子スペクトルを評価するためにmulti-foils activation methodとunfoldingコードSANDIIを利用した。この方法では、10
~18MeVにもおよぶエネルギー範囲を、わずか10~20種の核反応を利用して評価することが可能である。これまでの実験では、熱中性子から減速領域にかけてのスペクトルを評価してきたが、最近では減速領域から高速中性子にかけてのスペクトルも評価できるようになった。その結果、つぎのような結論を得た。(1)中性子スペクトルのunfoldingを行い物理的に意味のある解を導出した、(2)新しいしきい検出器を導入して0.1MeV以上の中性子スペクトルの測定を試み、有用なデータを得ることができた。(3)本研究をとおして中性子スペクトルの測定法と評価法を確認することができた。
坪根 泉*; 中島 豊; 古田 悠
Nuclear Instruments and Methods, 215, p.171 - 176, 1983/00
リニアックで発生する白色中性子ビームを使って全段面積をkeVエネルギー領域で測定しようとする場合、時間に依存するBackgroundが大きく、その決定が困難なことが最も大きな問題になる。このため中性子フィルター法が使われるようになった。この方法で作られた単色の中性子ビームを測定に使うことにより、非常に良いS/NとBackgroundの決定の容易さのため、高精度の測定が可能になる。しかしながら、従来の測定では、主に、Feの24keV、ないしは、200keV以下の中性子ウィンドウが使われている。今回の研究では、Fe-を使ってkeV領域に存在する中性子ウィンドウをできるだけ利用し、中性子全段面積の高精度測定を効率よく行なうこと目的として、そのための測定系の設置、及びその特性の測定を行なった。この測定系を使った中性子全段面積測定の有効性は、Polyethyleneの透過率を量ることにより確かめられた。
Hg(n,n')
Hgの核データおよび弥生炉中性子標準場における実証実験桜井 淳
核データニュース(インターネット), (17), p.21 - 27, 1982/00
JMTRの0.1~1MeV領域の中性子スペクトルを評価するために、新しいしきい検出器を開発した。本稿においては、新しいしきい検出器Hg(n,n')Hgの核データ(abundance,half-life,gamma branching ratio, neutron cross section)を整理し、また弥生炉中性子標準場における実証実験について述べる。Hg(n,n')Hg反応は比較的neutron cross section が大きく、また生成核の半減期が42.6分なので、critical assemblyのように低い高速中性子束での照射でも十分定量可能な放射化ができる。またしきい値が
In(n,n')In反応よりも低いので、
Rh(n,n')RhおよびIn(n,n')In反応とともにreactor dosimetryにおいて利用しやすく、また有用なしきい検出器になるであろう。(本稿は、著者の学位論文「原子炉中性子線量評価法の実験的研究」の第3章「新しいしきい検出器Hg(n,n')Hgによる中性子スペクトルunfoldingの試み」の概要をまとめたものである。)
Nb(n,n´)Nb桜井 淳
Nuclear Technology, 57(6), p.436 - 441, 1982/00
ドシメータNb(n,n´)Nbは、0.1MeV以上の中性子フルエンスを測定する上で、いくつかの利点をそなえている。すなわち(1)反応のしきいエネルギーが30KeVと低い、(2)アイリマーの半減期が13.6年と長い、(3)中性子断面積の形が中性子照射損傷関数の形と類似している。そのために、このドシメータを使って軽水炉圧力容器部の、0.1MeV以上の中性子フルエンスを測定する試みがなされている。このドシメータを使って原研JMTRのベリリウム反射体第2層目(J-12)の、0.1MeV以上の中性子フルエンスを測定し、ドシメータ
Fe(n,p)
nで測定した結果と比較した。Nb(n,n´)Nbで測定した0.183MeV以上の中性子フルエンスは、Fe(n,p)n反応で測定した値およびJMTR核計算で算出した値よりも23%大きい。Nb(n,n´)Nb反応で計測した0.1MeV以上の中性子フルエンスの不確定は、使用した中性子スペクトル、中性子断面積、半減期およびKX-線分岐比の全不確定を考慮しても30%以下である。
Ag(n,n')Ag on YAYOI standard neutron field桜井 淳; 近藤 育朗; 中沢 正治*
Journal of Nuclear Science and Technology, 18(12), p.949 - 956, 1981/00
材料試験炉の中性子スペクトル評価実験において、しきい値が0.1MeVのしきい検出器Ag(n,n')Agを導入し、実用化実験を行なってきたが、本実験はこのしきい検出器の信頼性の実証実験である。 今回の実験を通していくつかの重要な点が明確にできた。すなわち、弥生炉標準場でAgを含む14種のしきい検出器を照射し、その実験的に決定した反応率と計算で決定した反応率の差は、すべての反応に対して10%以下であり、このことは今回導入したしきい検出器Ag(n,n')Agの信頼性を実証したことになる。また、Ag(n,n')Ag反応と同時にAg(n,2n)
Ag反応やAg(n,p)
d反応なども起こるが、これらの反応により生成された放射能は、Ag(n,n')で生成されたAgの放射能測定には影響しない。Agの半減期は44.3secであるが、半減期が短いことが決定的な欠点にはならず、0.1MeV以上の中性子スペクトルを測定する上で有用なしきい検出器となる
1MeV領域の評価)近藤 育朗; 瀬崎 勝二; 桜井 文雄
JAERI-M 6550, 22 Pages, 1976/05
JMTRに於て、箔放射化法による中性子スペクトルの測定を行なった。特に、0.1~1MeVエネルギレンジの中性子束の寄与を評価することを目的として、Ag(n,n')Ag反応を導入した。速中性子モニタをしてはInを、低エネルギ側には3種類の共鳴検出器を用いた。スペクトルの導出にはSANSIIコードを用いたが、それに必要な初期スペクトルとしては1次元SNコードANISNによる計算値を用いた。Ag箔の導入に当ってはENDEF/B-IVのAg(n,n')反応に関する励起関数を基にして編集を行い、Ag(n,n')Ag反応の断面積ファイルを作成してSANDII断面積ライブラリに加えた。SANDIIを2回ランさせることにより、無理のないスペクトルは得られると同時に、Ag箔の実用比の見通しが得られた。
