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論文

Characterization of bremsstrahlung and $$gamma$$-rays of fuel debris

松村 太伊知; 奥村 啓介; 藤田 学*; 坂本 雅洋; 寺島 顕一; Riyana, E. S.

Radiation Physics and Chemistry, 199, p.110298_1 - 110298_8, 2022/10

https://doi.org/10.1016/j.radphyschem.2022.110298
 被引用回数：1 パーセンタイル：29.26(Chemistry, Physical)

The characterization of bremsstrahlung and $$gamma$$-rays from fuel debris differs from that of spent fuels evaluated to date, due to factors such as material composition and release of volatile fission products. In this work, in order to clarify the conditions under which the effect of bremsstrahlung compared to the total photons (bremsstrahlung and $$gamma$$-rays) in fuel debris is maximized, the average energies and dose rates from the energy spectra of bremsstrahlung and $$gamma$$-rays on the fuel debris surface were obtained using a Monte Carlo simulation. In the simulation, the average energies and dose rates were evaluated with consideration of the composition, size, fission product release, and retrieval time of the fuel debris. The simulation showed that the composition with the largest amount of change to the average total photons energy caused by bremsstrahlung was the molten fuel debris, and the composition with the maximum fraction of bremsstrahlung in the dose rate was the UO$$_{2}$$. The maximum value of the fraction of bremsstrahlung in the dose rate was evaluated to be about 17%. This work is expected to contribute to the prediction of the radiation characteristics of the fuel debris that will be retrieved from the Fukushima Daiichi Nuclear Power Station in the near future.

論文

Evaluation of energy spectrum around structural materials in radiation environments

松村 太伊知; 永石 隆二; 片倉 純一*; 鈴木 雅秀*

Radiation Physics and Chemistry, 166, p.108493_1 - 108493_9, 2020/01

https://doi.org/10.1016/j.radphyschem.2019.108493
 被引用回数：2 パーセンタイル：23.63(Chemistry, Physical)

原子炉内のSUS等の構造材料は、電離放射線の環境に晒されるため腐食や劣化が起こる。材料の厚さが異なると周囲の線質が変化して腐食等の程度が変わると予測されるが、これまでの研究ではこの影響について検討されていない。そこで本研究では、水中のSUS304板の表側にガンマ及びベータ線源を置いた際の、板の表裏両側での二次放射線(光子、電子)のエネルギースペクトルを板の厚さ、並びに線源と板の間隔を変えて解析的に評価した。$$^{137}$$Csガンマ線の場合、板の厚さに対するスペクトルの依存性は裏側でより明確だった。$$^{90}$$Sr、$$^{90}$$Yベータ線の場合、スペクトルはガンマ線の場合と明らかに異なり、裏側では電子のスペクトルは光子より遥かに低下した。このように、スペクトルが入射放射線の種類、材料の厚さ、線源と板の間隔によってどのように変化するかを明らかにするとともに、入射放射線に対する二次放射線のエネルギー低下を議論した。

論文

Confinement degradation with beta for ELMy $$H$$-mode plasmas in JT-60U tokamak

浦野 創; 滝塚 知典; 竹永 秀信; 大山 直幸; 三浦 幸俊; 鎌田 裕

Nuclear Fusion, 46(8), p.781 - 787, 2006/08

https://doi.org/10.1088/0029-5515/46/8/003
 被引用回数：23 パーセンタイル：58.7(Physics, Fluids & Plasmas)

JT-60Uにおいて、トロイダルベータ値の増加に伴うエネルギー閉じ込めの劣化を無次元輸送解析によって明らかにした。エネルギー閉じ込め性能のベータ依存性は、JT-60UにおけるELMy $$H$$モード閉じ込めデータベースの解析、また$$rho_mathrm{T}^ast$$, $$nu^ast$$、及びその他の磁気形状パラメータを固定したベータ値のスキャン実験の結果の両方から調べた。いずれの場合も、エネルギー閉じ込め性能はベータ値の増加に伴って、$$B_mathrm{T}tau_mathrm{E}proptobeta_mathrm{T}^{-(0.6-0.7)}$$の関係を満たすように劣化することがわかった。この結果は、IPB98(y,2)閉じ込め比例則の予測よりも弱い依存性である。本研究の結果から、核融合エネルギー増倍率は、$$beta_mathrm{T}^{0.3-0.4}B_mathrm{T}$$に比例して増加することが予測される。

論文

Scaling of the energy confinement time with $$beta$$ and collisionality approaching ITER conditions

Cordey, J. G.*; Thomsen, K.*; Chudnovskiy, A.*; Kardaun, O. J. W. F.*; 滝塚 知典; Snipes, J. A.*; Greenwald, M.*; Sugiyama, L.*; Ryter, F.*; Kus, A.*; et al.

Nuclear Fusion, 45(9), p.1078 - 1084, 2005/09

https://doi.org/10.1088/0029-5515/45/9/007
 被引用回数：51 パーセンタイル：82.28(Physics, Fluids & Plasmas)

ELMyHモードデータベースの最新版の状況を再検査した。一般最小2乗回帰法における幾つかの変数について偏りがあることが確認された。これらの欠点に注意して、3種の解析手法、(a)主要素回帰法,(b)変数内誤差手法、及び(c)偏りの小さい少数変数による解析、を取り入れた。標準的な工学的変数で表した比例則とともに、無次元物理変数を用いた比例則を導出した。新比例則は従来の比例則に比べて、ITERの標準的ベータ運転に関して同様な性能を予測するが、より高いベータの運転では性能が高くなると予測する。

論文

Nuclear characteristics evaluation for a supercritical experiment facility using low-enriched uranium solution fuel, TRACY

中島 健

Proceedings of International Conference on the New Frontiers of Nuclear Technology; Reactor Physics, Safety and High-Performance Computing (PHYSOR 2002) (CD-ROM), 8 Pages, 2002/10

TRACYの実験データを用いて、臨界量,$$beta$$$$_{eff}$$/$$Lambda$$比,ピーク出力,パルスのエネルギーといった核特性量の評価を行った。TRACYは、低濃縮の硝酸ウラニル水溶液を燃料とする超臨界炉であり、同装置により再処理施設のような核燃料処理施設における臨界事故を模擬できる。本評価では、臨界計算及び出力・エネルギーを評価するためのモデルの適用性について検討した。

論文

Development of whole energy absorption spectrometer for decay heat measurement

前川 藤夫; 和田 政行*; 池田 裕二郎

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 450(2-3), p.467 - 478, 2000/08

https://doi.org/10.1016/S0168-9002(00)00301-6
 被引用回数：6 パーセンタイル：44.13(Instruments & Instrumentation)

崩壊熱の新しい測定装置である「全エネルギー吸収スペクトロメータ」を開発した。これは1対の大型BGOシンチレータ(120mm$$phi$$$$times$$100)により、放射化した試料から放出される$$beta$$線と$$gamma$$線のエネルギーを100%に近い検出効率で測定するものである。スペクトロメータの性能を調べるために14-MeV中性子源を用いた実験を行った結果、1分から400日の幅広い冷却時間範囲において、およそ6~10%の精度で崩壊熱を測定することができた。この実験から、今回開発したスペクトロメータの高検出効率、耐高計数率性、高精度、広いダイナミックレンジ等の特徴が明らかになった。また、本スペクトロメータは原子核崩壊のQ値測定への応用が可能であることを示した。

論文

Measurement of Q$$_{EC}$$-values of $$^{126}$$La isomers

小島 康明*; 浅井 雅人*; 長 明彦; 小泉 光生; 関根 俊明; 柴田 理尋*; 山本 洋*; 河出 清*

Applied Radiation and Isotopes, 49(7), p.829 - 834, 1998/00

https://doi.org/10.1016/S0969-8043(97)00303-5
 被引用回数：4 パーセンタイル：38.63(Chemistry, Inorganic & Nuclear)

高崎研TIARAのオンライン同位体分離器を用いて中性子欠損核$$^{126}$$Laの$$beta$$線最大エネルギーを測定し、崩壊エネルギーQ$$_{EC}$$値を求めた。$$^{126}$$Laは$$^{94}$$Mo($$^{36}$$Ar,3p1n)反応で生成させ、$$beta$$-$$gamma$$同時計数測定を行った。$$beta$$線はプレナー型HPGe検出器で、$$gamma$$線は同軸型HPGe検出器で測定し、$$beta$$線スペクトルは別に測定した単色陽電子に対する応答関数を使って解析し、$$beta$$線最大エネルギーを決定した。$$beta$$$$^{+}$$崩壊に伴う$$gamma$$線を選別することにより、$$^{126}$$Laの高スピンと低スピンの異性体のQ$$_{EC}$$値として、それぞれ7700$$pm$$100keV,7910$$pm$$400keVが初めて得られた。これらから求められる質量の値を各種の質量公式による値と比較したところ、Jaeneckeらの式が最もよく実験値と一致することがわかった。

論文

Energy systematics of low-lying O$$^{+}$$ states in neutron-deficient Ba nuclei

浅井 雅人*; 関根 俊明; 長 明彦; 小泉 光生; 小島 康明*; 柴田 理尋*; 山本 洋*; 河出 清*

Physical Review C, 56(6), p.3045 - 3053, 1997/12

https://doi.org/10.1103/PhysRevC.56.3045
 被引用回数：22 パーセンタイル：74.54(Physics, Nuclear)

$$^{124,126,128,130}$$Laの$$beta$$$$^{+}$$崩壊で見られるBa核の低スピン状態をTIARAのオンライン同位体分離器に設置した$$gamma$$-$$gamma$$角度相関測定装置で調べた。不確かであった第1励起O$$^{+}$$準位(O$$_{2+}$$)のスピンを確立するとともに、O$$_{3+}$$等より高い励起O$$^{+}$$準位を新たに見いだした。報告されていた$$^{124}$$BaのO$$_{2+}$$準位が誤りであることが確認された結果、中性子数の減少とともにO$$_{2+}$$準位は急激にエネルギーを下げ、中性子数72で最小になり、中性子数66に向けてゆっくり上昇することがわかった。一方、O$$_{3+}$$準位は中性子数の減少とともに単調に減することがわかり、O$$_{2+}$$とO$$_{3+}$$準位はより変形した核でエネルギー関係が逆転する可能性が示唆された。このような振舞いは、3軸非対称変形しやすい核にあるO$$_{2+}$$準位が軸対称変形核において2フォノン$$gamma$$振動状態に、O$$_{3+}$$準位が$$beta$$振動状態に変化していく過程と解釈される。

論文

A Five-HPGe detector system for $$gamma$$-$$gamma$$ angular correlation measurements for mass-separated short-lived nuclei

浅井 雅人*; 河出 清*; 山本 洋*; 長 明彦; 小泉 光生; 関根 俊明

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 398, p.265 - 275, 1997/00

https://doi.org/10.1016/S0168-9002(97)00807-3
 被引用回数：6 パーセンタイル：50.07(Instruments & Instrumentation)

短寿命核の$$beta$$崩壊による低スピン状態を研究するために、オンライン同位体分離器に接続して用いる$$gamma$$-$$gamma$$角度相関測定装置を製作した。この装置は5台のHPGe検出器を水平面に一定角度で配置して、90°~170°まで10度間隔で$$gamma$$線の角度相関データを一度に得ることができる。線源と検出器表面との距離はどれも5cmで、線源から見た検出器の有効立体角の補正値を$$^{152}$$Eu線源により色々なエネルギーについて求めた。$$^{152}$$Eu線源を用いて装置の動作確認をした後、高崎研TIARAのオンライン同位体分離器に接続してオンライン実験により$$^{126}$$Laの崩壊を調べ、娘核$$^{126}$$Baの新しい低スピン状態を多数見出した。

論文

Whole energy absorption spectrometer for decay heat measurement of fusion reactor materials and application for beta-ray spectrum measurement

前川 藤夫; 池田 裕二郎

Proc. of Int. Conf. on Nucl. Data for Science and Technol., 59, p.1201 - 1205, 1997/00

D-T中性子照射された核融合炉材料中で発生する崩壊熱は、炉の事故時の安全性評価及び炉停止手順の作成にとって重要である。この崩壊熱を測定することを目的として、1対の大型BGOシンチレータからなる全エネルギー吸収スペクトロメータを開発した。原研FNSのD-T中性子源を用いた崩壊熱測定実験を行った結果、以下のようなスペクトロメータの特徴が明らかとなった:(1)高感度($$<$$100pW/g)、(2)スペクトル解析による核種同定、(3)小さな試料による測定、(4)10%程度の実験誤差。また、本スペクトロメータでは同時に$$beta$$線スペクトル測定が可能であり、$$^{32}$$P,$$^{62}$$Cu等から放出される$$beta$$線のスペクトル測定を行った。

論文

Recent advances in low-level $$beta$$-counting by liquid scintillation instrumentation

Verzilov, Y.*; 前川 藤夫; 大山 幸夫; 前川 洋

KEK-Proceedings-95-1, 0, p.274 - 283, 1995/00

低エネルギーと高エネルギーのベータ線放出性固体試料について各々液体シンチレーションとチェレンコフ発光を利用する方法について、その液体試料調整法について最適化を行った。低エネルギーベータ線放出性のトリチウム測定のためには、リチウム塩を弱酸と強酸の混合液で溶解することでクェンチを抑えながら溶解度を大きくすることができた。高エネルギーベータ放出核種については、同じ液体シンチレーション計測器を用いて、水溶液からのチェレンコフ発光を測定する方法について、波長変換剤を混ぜることで効率を最適化した。この両者の方法を、トリチウム生成断面積及び$$^{32}$$P生成断面積の測定に応用した。

論文

$$beta$$$$^{+}$$ decay of unstable praseodymium isotopes: $$^{127}$$Pr, $$^{126}$$Pr and the new isotope $$^{125}$$Pr

長 明彦; 浅井 雅人*; 小泉 光生; 関根 俊明; 市川 進一; 小島 康明*; 山本 洋*; 河出 清*

Nuclear Physics A, 588, p.185C - 190C, 1995/00

https://doi.org/10.1016/0375-9474(95)00137-P
 被引用回数：24 パーセンタイル：76.79(Physics, Nuclear)

プラセオジムアイソトープの$$beta$$$$^{+}$$崩壊で生成するセリウムの原子核は、原子核変形の遷移領域にある偶数陽子の原子核として、キセノン及びバリウムの原子核と共に興味が持たれている。高崎研TIARAのAVF型サイクロトロンに設置したISOL(オンラインアイソトープ分離器)を用いて、$$^{195}$$MeVの$$^{36}$$Arビームと$$^{94}$$Moまたは$$^{92}$$Mo濃縮ターゲットとの反応で生成させた、質量数127、126、125の不安定なプラセオジムアイソトープについて核分光学的測定を行った。$$^{127}$$Pr(半減期7.7秒)の崩壊では、$$^{127}$$Ce核の回転バンドを見い出した。新核種である$$^{125}$$Prを同定し、半減期を3.3$$pm$$0.7秒と決定したが、見い出された2本の$$gamma$$線は回転バンドに今のところ帰属できない。$$^{126}$$Pr(半減期3.2秒)の崩壊では、偶数核$$^{126}$$Ceの6$$^{+}$$準位までの基底回転バンドと共に、$$gamma$$バンドのヘッドと考えられる準位を、相互作用するボソン模型の予言に近いエネルギーに見い出した。

論文

Recent results and future prospects on the JT-60U tokamak

吉田 英俊; JT-60チーム

Fusion Technology, 26, p.406 - 417, 1994/11

JT-60Uの最近の実験結果、特に飛躍的な閉じ込め改善により世界最高値の核融合三重積を達成した高効率・高プラズマ圧力放電に係わる閉じ込め研究の進展、世界最高のプラズマ電流を流した低域混成波電流駆動や中性粒子入射(NBI)による電流駆動、プラズマの圧力勾配によって流れる自発電流駆動に係わる定常化研究の進展、これら高温プラズマの定常運転に際し課題となるダイバータ板への熱負荷軽減やDT反応で生じるHe灰(熱化$$alpha$$粒子)の排気等に係わる粒子・熱制御研究の進展についてまとめた。併せて定常化研究を推進する上で重要な平成7年度完成予定の負NBI装置、粒子・熱制御効率を高めるクローズドダイバータ化計画、定常核融合実現に向けて物理上及び工学上の基礎を蓄積し確立することを目的としたJT-60スーパーアップグレード化計画についても言及した。

論文

Operational scenarios to avoid disruptions in JT-60U

芳野 隆治; 閨谷 譲; 伊世井 宣明; 松川 誠; 細金 延幸

プラズマ・核融合学会誌, 70(10), p.1081 - 1101, 1994/10

http://ci.nii.ac.jp/naid/110003825883

JT-60Uで観測されるディスラプションは、その原因により6つのタイプに分類できる。それらは、密度限界、誤差磁場、$$beta$$$$_{P}$$崩壊、低l$$_{i}$$、高l$$_{i}$$、垂直位置不安定性である。本論文では、これらのディスラプションの原因について解明するとともに、それらを回避する運転シナリオについて示している。これらの回避法は、JT-60Uで開発されたものであり、トカマク型核融合炉に対しても有効であると考えられる。さらに、ディスラプションの研究において得られた新しい知見についても示している。

論文

Decay of the new isotope $$^{127}$$Pr

関根 俊明; 長 明彦; 小泉 光生; 市川 進一; 浅井 雅人*; 山本 洋*; 河出 清*

Z. Phys., A, 349, p.143 - 146, 1994/00

これまで実験的データが報告されてない核種$$^{127}$$Prを探索した。高崎研TIARAのAVFサイクロトロンに接続したオンラインアイソトープ分離器によって、$$^{36}$$Arビームと$$^{94}$$Mo濃縮ターゲットとの反応生成物を質量分離した。質量数127の単体イオンまたは酸化物イオンについて、$$gamma$$線シングルス、$$beta$$-gated $$gamma$$及び$$gamma$$$$gamma$$同時計数測定を行って、4本の新しい$$gamma$$線を見出した。また、$$^{127}$$Prの$$beta$$$$^{+}$$/EC崩壊に伴うCeの特性X線を確認することができた。これらの結果から、新しい$$gamma$$線は$$^{127}$$Prの崩壊に伴うものであり、$$^{127}$$Prの半減期は7.7$$pm$$0.6秒と結論した。なお、半減期の理論的予測値はファクター2の範囲で一致した。

論文

Rise time spectra of $$alpha$$ and $$beta$$($$gamma$$) rays from solid and solution sources with several solid scintillators

臼田 重和; 三原 明; 阿部 仁

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 321, p.247 - 253, 1992/00

https://doi.org/10.1016/0168-9002(92)90396-L
 被引用回数：21 パーセンタイル：85.56(Instruments & Instrumentation)

種々の固体シンチレータ(CsI(Tl),NaI(Tl),CaF$$_{2}$$(Eu),BaF$$_{2}$$,BGO,スチルベン,NE102A)を用いて、簡単な波形弁別法により固体測定試料からの$$alpha$$及び$$beta$$($$gamma$$)線の立上り時間スペクトルを測定した。そのうち、最も良い分解能(FOM:2.4)を示したシンチレータは、CsI(Tl)結晶であった。金及びアルミニウム蒸着したマイラー膜の種々の溶液に対する耐食性試験を行った後、CsI(Tl)シンチレータをそれらの膜で保護することにより、溶液試料からの$$alpha$$及び$$beta$$($$gamma$$)線の波形弁別も可能であることを確かめた(FOM:1.8-2.0)。

報告書

短寿命核分裂生成核種の半減期および平均崩壊エネルギーの評価

橘 孝博*; 山田 勝美*

JAERI-M 87-122, 56 Pages, 1987/08

JAERI-M-87-122.pdf:1.27MB

崩壊熱の評価のために重要な$$beta$$崩壊半減期、$$beta$$線平均エネルギー、および$$gamma$$線平均エネルギーを、改良された$$beta$$崩壊大局的理論を用いて計算した。まず大局的理論の改良点を述べ、次に陽子数Zが26から65まで、中性子数が(147/92)Z+6以下の$$beta$$崩壊核種のうちQ値の小さいものを除いて、$$beta$$崩壊半減期、$$beta$$線平均エネルギー、および$$gamma$$線平均エネルギーを求めた。結果は表にまとめてある。さらに、モデルに含まれるパラメータ計算結果にどのように依存するかを示す図を与えた。

報告書

Reevaluation of decay energies of fission product nuclides in JNDC FP decay data file

片倉 純一; 中嶋 龍三*

JAERI-M 86-041, 23 Pages, 1986/03

JAERI-M-86-041.pdf:0.6MB

崩壊熱評価のために、シグマ委員会で作成したJNDC FP Decay Date Fileの崩壊データを評価し直した。異性体も含め全部で126核種の崩壊データを修正した。新しいデータに基づく崩壊熱総和計算は、以前のFileに基づく計算と比べ、測定値との一致がかなり改善された。特に以前から問題となっていた数百秒の冷却期間における測定値との不一致が改善され、冷却期間の広い範囲において、約5%以内の精度で測定値と一致するようになった。

報告書

An Attempt for Revision of JNDC FP Decay Data File

片倉 純一; 秋山 雅胤*; 吉田 正*; 松本 純一郎; 中嶋 龍三*

JAERI-M 84-117, 42 Pages, 1984/06

JAERI-M-84-117.pdf:0.94MB

JNDCによる核分裂生成物崩壊データ・ファイル(JNDCファイル)を改訂するために、数核種について崩壊形式を検討した。その結果、$$^{8}$$$$^{8}$$Rbと$$^{1}$$$$^{4}$$$$^{3}$$Laについては、JNDCファイルで採用すべきであることが分った。$$^{8}$$$$^{8}$$Rbと$$^{1}$$$$^{4}$$$$^{3}$$Laの平均エネルギーを修正したファイルを用いた崩壊熱の計算は、数1000秒以降の冷却期間において、実験値により一致するようになった。ただし、数100秒から1500秒に見られた不一致を改善するには至らず、今後に残された課題である。

報告書

Theoretical Calculation of Decay Data of Short-Lived Nuclides for JNDC FP Decay Data File

吉田 正*

JAERI-M 83-127, 53 Pages, 1983/08

JAERI-M-83-127.pdf:1.58MB

Q値の大きな短寿命核種に対して、放出ベータ線・ガンマ線の平均エネルギーE$$_{beta}$$,E$$_{gamma}$$の理論計算値を全面的に採用したことは、JNDC FP Decay Data Fileの大きな特徴である。本報告では、最初にベータ崩壊の大局的理論に基づくE$$_{beta}$$,E$$_{gamma}$$の理論的推定法を詳細に説明する。更に、Q値の特に大きな核種(Q25MeV)では、測定に基づく崩壊スキームから計算されるE$$_{beta}$$,E$$_{gamma}$$値を採らずに理論値を採用したことについて、ベータ強度関数のエネルギー依存性の検討から、その正当性を明らかにする。この理論値の導入により、JNDC FP Decay Data Fileは、短冷却時間での核分裂生成物崩壊熱測定値を極めて良好に再現する。

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