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論文

Unified description of the fission probability for highly excited nuclei

岩元 大樹; 明午 伸一郎

Journal of Nuclear Science and Technology, 56(2), p.160 - 171, 2019/02

https://doi.org/10.1080/00223131.2018.1539351
 被引用回数：3 パーセンタイル：31.36(Nuclear Science & Technology)

放射線挙動解析コードPHITSは、加速器駆動核変換システムや核破砕中性子源施設等における放射能・被曝線量評価及び施設の遮蔽設計に重要な役割を演じるが、PHITSの核破砕反応を記述するモデルINCL4.6/GEMは核分裂生成物の収量を大幅に過小評価することが知られており、モデルの高度化が求められている。本研究では、核分裂生成物の収量予測に重要なパラメータとなる「核分裂確率」を現象論的に記述するモデルを提案し、このモデルを粒子輸送計算コードPHITSに組み込まれている脱励起過程計算コードGEMの高エネルギー核分裂モデルに適用した。実験値との比較の結果、広範囲 のサブアクチノイド核種に対する陽子入射,中性子入射及び重陽子入射反応に対して、核分裂断面積を統一的に予測でき、その予測精度は従来モデルよりも大幅に改善することを示した。さらに、本モデルを用いた解析により、核分裂生成物の同位体分布を精度よく求めるためには、核内カスケード過程計算コードINCL4.6における高励起残留核の記述の修正が必要であることを明らかにした。

論文

A Study on self-terminating behavior of sodium-concrete reaction, 2

河口 宗道; 宮原 信哉; 宇埜 正美*

Journal of Nuclear Science and Technology, 55(8), p.874 - 884, 2018/08

https://doi.org/10.1080/00223131.2018.1449677
 被引用回数：4 パーセンタイル：38.11(Nuclear Science & Technology)

ナトリウム冷却高速炉のシビアアクシデント研究の一環として、ナトリウム-コンクリート反応(SCR)の停止機構を解明するための実験を行った。実験では、細長いコンクリート試験体を使用し、途中で周囲の断熱材を取り外して、強制冷却できるようにした。反応時間を変えた実験を複数回実施することにより、ナトリウム(Na)や反応生成物の分布の時間変化に係るデータを取得した。その結果、初期段階では反応界面において十分に存在していたNaが時間の経過とともに減少し、反応停止後は、Na濃度が18-24wt.%、Si濃度が22-18wt.%となった。また、熱力学計算より、反応界面での安定物質は90wt.%以上がNa$$_{2}$$SiO$$_{3}$$等の固体物質であり、Naは含まれないことがわかった。さらに、定常状態の沈降拡散方程式を用いてこれらの解釈を試みた。SCR初期では、水素発生速度が高いために微粒化した反応生成物はプール中を浮遊するが、コンクリート侵食の進展ならびに反応生成物の増加につれて、水素発生速度に依存しつつも反応生成物の沈降・堆積が顕著になると説明できる。以上により、反応界面での反応生成物の堆積に起因するNaの欠乏により、SCRが次第に停止するとの結論に至った。

論文

Impact of PHITS spallation models on the neutronics design of an accelerator-driven system

岩元 大樹; 西原 健司; 岩元 洋介; 橋本 慎太郎; 松田 規宏; 佐藤 達彦; 原田 正英; 前川 藤夫

Journal of Nuclear Science and Technology, 53(10), p.1585 - 1594, 2016/10

https://doi.org/10.1080/00223131.2016.1140598
 被引用回数：18 パーセンタイル：85.45(Nuclear Science & Technology)

The impact of different spallation models and parametrisations of nucleon-nucleus interactions in PHITS on nuclear characteristics of an accelerator-driven system (ADS) is investigated. Cut-off neutrons below 20 MeV calculated by a current default option of the spallation model (i.e., Li${`e}$ge Intranuclear Cascade (INC) model version 4.6, INCL4.6) are found to be 14% less than those by the old spallation model (it i.e. Bertini INC model). This decrease increases the proton beam current that drives the 800-MW thermal power, and impacts various ADS parameters, including material damage, nuclear heating of the proton beam window (PBW), and the inventory of spallation products. To validate these options based on the ADS neutronics design, we conduct benchmark calculations of the total and nonelastic cross sections, thick target neutron yields, and activation reaction rate distributions. The results suggest that Pearlstein-Niita systematics, which is a default option of the nucleon-nucleus interaction parametrisation, would be best option and that the Bertini INC is better suited for cut-off neutrons than INCL4.6. However, because of the difficulty in making a definite conclusion on the spallation models, we conclude that relatively large uncertainty in the cut-off neutrons, which is the difference between the two spallation models (i.e. 14%), should be considered.

報告書

Program POD-P; A Computer code to calculate cross sections for neutron-induced preequilibrium nuclear reactions

国枝 賢; 市原 晃

JAERI-Data/Code 2005-005, 33 Pages, 2005/09

JAERI-Data-Code-2005-005.pdf:1.5MB

中性子誘起による前平衡核反応で放出される粒子の、エネルギー及び角度分布断面積を計算するためのコードPOD-Pを開発した。エネルギー微分断面積は古典的な一成分型の励起子模型により計算される。複合粒子放出に対しては半経験的な励起子模型も用いる。また二重微分断面積は励起子模型と角度分布経験式を併用して導出される。計算方法及び入力データの説明を行い、入出力例を示した。

論文

JENDL photonuclear data file

岸田 則生*; 村田 徹*; 浅見 哲夫*; 小迫 和明*; 真木 紘一*; 原田 秀郎*; Lee, Y.*; Chang, J.*; 千葉 敏; 深堀 智生

AIP Conference Proceedings 769, p.199 - 202, 2005/05

https://doi.org/10.1063/1.1944989

光核反応に対する核データは、高エネルギー電子加速器の遮蔽設計及び高エネルギー$$gamma$$線治療の分野に必要である。JENDL光核反応データファイルは、シグマ委員会の光核反応データ評価ワーキンググループによって整備された。われわれは多くの文献サーベイから、評価に必要な十分な実験データが圧倒的に不足しているので、光核反応データファイルを実験データのみから作成するのは困難であるという結論を得た。したがって、評価は統計模型核反応モデルの助けを借りて実施した。JENDL光核反応データファイルに格納される断面積データ等の物理量は、光吸収断面積,中性子,陽子,重陽子,三重陽子,$$^{3}$$He粒子,$$alpha$$粒子の収量及び二重微分断面積,同位体生成断面積である。アクチノイド核種に対しては、これに光核分裂断面積を加える。格納される$$^{2}$$Hから$$^{237}$$Npまでの68核種に対する最大光子入射エネルギーは140MeVである。

論文

Coupled-channels analysis of nucleon interaction data of $$^{28,30}$$Si up to 200 MeV based on the soft rotator model

Sun, W.*; 渡辺 幸信*; Sukhovitskij, E.*; 岩本 修; 千葉 敏

Journal of Nuclear Science and Technology, 40(9), p.635 - 643, 2003/09

https://doi.org/10.3327/jnst.40.635
 被引用回数：10 パーセンタイル：56.35(Nuclear Science & Technology)

軟回転体模型とチャンネル結合模型を結合することにより、sdシェル原子核の$$^{28,30}$$Siに対して、原子核レベル構造及び200MeVまでの核子散乱データの統一的解析を行った。軟回転体模型及び光学模型のパラメータを求めた。計算結果は集団準位と中性子全断面積や陽子反応断面積,核子散乱角度分布などの核子相互作用の実験データを両方ともよく再現している。

報告書

HTTR水素製造システム実規模単一反応管試験装置の機能試験結果報告(受託研究)

稲垣 嘉之; 林 光二; 加藤 道雄; 藤崎 勝夫; 会田 秀樹; 武田 哲明; 西原 哲夫; 稲葉 良知; 大橋 弘史; 片西 昌司; et al.

JAERI-Tech 2003-034, 129 Pages, 2003/05

JAERI-Tech-2003-034.pdf:7.62MB

HTTR水素製造システムの中間熱交換器から下流の水素製造設備を模擬した実規模単一反応管試験装置の機能試験の結果について報告する。本試験装置は、HTTR水素製造システムの水蒸気改質器反応管1本を実寸大で模擬した装置で、熱源には原子炉の代わりに電気ヒータを用いて、HTTR水素製造システムと同じ温度・圧力の条件で試験を行うことができる。試験装置は、平成9年より設計,製作を開始し、平成13年9月に据付を完了した。平成13年10月から平成14年2月まで実施した機能試験において、各設備の性能確認を行うとともに、高温ヘリウムガスを熱源として120m$$^{3}$$N/hの水素製造を達成して、試験装置を完成させた。また、本報告では、機能試験時に発生した不具合事項とその対策についても合わせて述べる。

報告書

Measurement and theoretical analysis of neutron-induced neutron-emission reactions of $$^{6}$$Li at 10 to 20MeV region

茨木 正信*; 馬場 護*; 松山 成男*; 千葉 敏; 戸ヶ崎 康*; 柴田 恵一; 岩本 修; A.J.Koning*; G.M.Hale*; M.B.Chadwick*

JAERI-Research 98-032, 28 Pages, 1998/06

JAERI-Research-98-032.pdf:1.31MB

入射中性子エネルギー11.5,14.1及び18.0MeVにおける$$^{6}$$Liからの中性子放出反応の二重微分断面積を測定した。このデータ及び他の測定により得られたデータを基に、$$^{6}$$Liの中性子全断面積と弾性散乱の角度分布を5MeVから数10MeVにわたるエネルギー領域で再現できる光学ポテンシャルを構築した。このポテンシャルは、DWBA理論による計算を通して、第一励起準位(励起エネルギー2.186MeV)への非弾性散乱の角度分布をも良く再現できることが分かった。次に、連続状態への遷移に伴う中性子スペクトルの解析を、終状態における相互作用模型をDWBA形式に拡張したモデルを用いて、中性子、重陽子と$$alpha$$粒子への3体崩壊において、重陽子と$$alpha$$粒子の相互作用が支配的であるという仮定の基に行った。この仮定及び模型は、Q-値範囲で-9MeVまでの低励起状態に対応する遷移の中性子スペクトル及び角度分布を良く記述できることが判明した。一方、入射中性子と$$^{6}$$Li内の$$alpha$$粒子の準弾性散乱に対応するQ-値領域では計算値とデータの一致は良好ではなく、準弾性散乱の寄与ができない可能性が示唆された。

報告書

Systematic study of neutron induced reactions of the actinide nuclei

V.M.Maslov*; 菊池 康之

JAERI-Research 96-030, 68 Pages, 1996/06

JAERI-Research-96-030.pdf:2.21MB

アクチニド核の10keV~20MeVの中性子核反応の計算に統計模型を用いた。主要アクチニドの利用可能な実験値は、マイナーアクチニド核種の矛盾ない評価の理論的ツールの開発に活用した。(n,nf)反応閾値以下での評価手法はHauser-Feshbach理論、準位密度の現象論的模型、ガンマ線放出の巨大共鳴模型、結合チャネル光学模型に基づいた。平衡状態及び核分裂の鞍部点における準位密度に対して、対効果、集団運動効果、殻効果を考慮した。準位密度の集団運動効果を入れることは、内側鞍部点の変形の非対称性に基づく核分裂障壁パラメータの値に大きな影響を与える。(n,nf)反応閾値以上の核分裂断面積を矛盾なくフィットするには殻効果を減じなければならないことが判明した。捕獲断面積は(n,$$gamma$$n')、(n,$$gamma$$f)反応を考慮して計算された。

論文

Recurrence of the compound nucleus in neutron resonance reactions

大久保 牧夫

Physical Review C, 53(3), p.1325 - 1335, 1996/03

https://doi.org/10.1103/PhysRevC.53.1325
 被引用回数：6 パーセンタイル：38.03(Physics, Nuclear)

複合核の時間発展と回帰性をとり込んだ中性子共鳴核反応の半古典モデルを開発した。多振動子系の平均回帰周期を、励起エネルギーと関与した振動子数の関数として導いた。位相誤差1ラジアンとした。観測される中性子共鳴複合核について、振動子数、核温度を得た。これらは従来の値とよく一致した。複合核共鳴反応の時間発展について核表面で瞬間的に中性子密度の高い癒着位相を定義した。癒着位相は回帰周期ごとに出現し、共鳴寿命10$$^{-14}$$sまで続く。癒着位相のフーリェ変換により核反応S-行列を得た。これより中性子断面積として、等間隔微細共鳴群及び包絡線を形成する巨大共鳴が得られた。三重の不確定関係が得られた。また共鳴領域から連続領域への転位が自然に得られた。

論文

Low-spin level structure of $$^{126}$$Ba investigated by $$gamma$$-$$gamma$$ angular correlation measurement

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

ENAM 95: Int. Conf. on Exotic Nuclei and Atomic Masses, 0, p.539 - 540, 1995/00

質量数130付近のXe-Ba-Ce原子核は、原子核変形の遷移領域として興味深く、詳細な核分光学的データの蓄積が望まれている。本研究では、$$^{126}$$Ba原子核の低エネルギー・低スピン準位構造を高崎研TIARA-ISOLに設置した$$gamma$$-$$gamma$$角度相関測定装置によって調べた。$$^{94}$$Mo($$^{36}$$Ar,3pn)$$^{126}$$La反応で生成した$$^{126}$$Laの$$beta$$$$^{+}$$崩壊による娘核$$^{126}$$Baの$$gamma$$線角度相関データから、0$$_{3+}$$、2$$_{4+}$$及び4$$_{3+}$$準位を見い出すと共に、遷移のE2/M1混合比及びB(E2)比を求めた。これらの実験値は、相互作用するボソン模型2によって概ね説明できることが分った。

論文

Prescission and postscission charged particle emissions from the $$^{19}$$F+$$^{159}$$Tb reaction

池添 博; 永目 諭一郎; 西中 一郎*; 杉山 康治; 冨田 芳明; 井出野 一実; 濱田 真悟; 鹿園 直基; 岩本 昭; 大槻 勉*

Physical Review C, 49(2), p.968 - 976, 1994/02

https://doi.org/10.1103/PhysRevC.49.968
 被引用回数：24 パーセンタイル：79.67(Physics, Nuclear)

$$^{19}$$F+$$^{159}$$Tb反応における核分裂過程から放出される核分裂前後の陽子と$$alpha$$粒子の数を測定した結果、複合核$$^{178}$$Wが核分裂の過程でサドル変形する時間スケールは約0.5$$times$$10$$^{-20}$$秒であり、サドルから分離点に至るまでに要する時間は約1$$times$$10$$^{-19}$$秒である事がわかった。これは、核物質の粘性が高い事を意味しているが、さらにサドル点から分離点の距離の短い原子核である$$^{178}$$Wと、この距離の長い$$^{236}$$Cmのような原子核をくらべてもサドルから分離点に至る時間に顕著な差は見られなかった。

報告書

Proceedings of the Third CSNI Workshop on Iodine Chemistry in Reactor Safety; September 11-13, 1991, Tokai-mura, Japan

石榑 顯吉*; 佐伯 正克; 早田 邦久; 杉本 純

JAERI-M 92-012, 522 Pages, 1992/03

JAERI-M-92-012.pdf:15.92MB

OECD/CSNI主催の第3回原子力安全におけるヨウ素化学ワークショップが日本原子力研究所で1991年9月11日から13日にかけて開催された。このワークショップには、10ヶ国2国際機関から専門家約60名の出席があった。ワークショップでは、ヨウ素種の放射線分解及び表面における反応、基礎及び総合実験、解析モデル及びコードの開発など、原子力安全におけるヨウ素化学に関する合計29の論文が5つのセッションにおいて種々の観点から発表された。ワークショップにおける情報交換と発表後の討論により、軽水炉の事故時のヨウ素挙動に関するより深い理解が得られるとともに、今後の研究の進展に対しても大きな期待が寄せられた。

論文

Coincidence measurements of light particles and evaporation residues in the $$^{16}$$O + $$^{27}$$Al fusion reaction

池添 博; 鹿園 直基; 冨田 芳明; 杉山 康治; 井出野 一実

Nuclear Physics A, 462, p.150 - 162, 1987/00

https://doi.org/10.1016/0375-9474(87)90383-6
 被引用回数：11 パーセンタイル：55.88(Physics, Nuclear)

$$^{16}$$O + $$^{27}$$Al(E($$^{16}$$O)=150MeV)融合反応で放出される軽粒子(陽子と$$alpha$$粒子)と残留原子核との同時計測を行なって、不完全融合反応を調べた。その結果、$$alpha$$粒子が前方方向に放出されることによって不完全融合反応がおきることが明らかになった。$$alpha$$粒子の角度分布の測定から、約20%の不完全融合成分があることがわかった。同時計測された陽子にも前方成分が見出されたが、その割合は、$$alpha$$粒子の前方成分に比べ小さいことがわかった。

論文

The beta decay of $$^{4}$$$$^{8}$$Mn; Gamow-Teller quenching in fp-shell nuclei

関根 俊明; J.Cerny*; R.Kirchner*; O.Klepper*; V.T.Koslowsky*; A.Plochocki*; E.Roeckl*; D.Schardt*; B.Sherrill*

Nuclear Physics A, 467, p.93 - 114, 1987/00

https://doi.org/10.1016/0375-9474(87)90330-7
 被引用回数：31 パーセンタイル：82.58(Physics, Nuclear)

重イオン核反応$$^{1}$$$$^{2}$$C($$^{4}$$$$^{0}$$Ca,p3n)の生成物をオンライン質量分離することによって新しいアイソトープ$$^{4}$$$$^{8}$$Mnを見出し、その$$beta$$崩壊を研究した。このアイソトープの半減期は150$$pm$$10msと決定され、$$beta$$遅発陽子ならびに$$gamma$$線スペクトルが得られた。$$beta$$遅発陽子放出の分岐比は(2.7$$pm$$1.2)$$times$$10$$^{-}$$$$^{3}$$、$$beta$$遅発$$alpha$$放出のそれは最大6$$times$$10$$^{-}$$$$^{6}$$と結論した。$$gamma$$シングルスと$$gamma$$$$gamma$$コインシデンス測定から$$^{4}$$$$^{8}$$Mn崩壊図式を組立てた。これから得られたガモフーテラー強度関数を殻模型計算の結果と比較することによって、$$^{4}$$$$^{8}$$Mn$$beta$$崩壊におけるガモフーテラー強度消失ファクター0.53$$pm$$0.17を得た。この結果を他の核種の$$beta$$崩壊研究、特にfp殻の鏡映遷移のデータ、と比較して論じた。

論文

Incomplete fusion of the $$^{1}$$$$^{6}$$O+$$^{2}$$$$^{7}$$Al reaction

池添 博; 鹿園 直基; 冨田 芳明; 井出野 一実; 杉山 康治; 竹腰 英子

Nuclear Physics A, 444, p.349 - 364, 1985/00

https://doi.org/10.1016/0375-9474(85)90354-9
 被引用回数：22 パーセンタイル：72.35(Physics, Nuclear)

$$^{1}$$$$^{6}$$O+$$^{2}$$$$^{7}$$Al反応における不完全核融合反応を残留原子核の速度スペクトルを測定して調べた。入射エネルギー90MeVでは、速度スペクトルは統計モデル計算によって完全に再現できた。入射エネルギー150MeVでは、速度スペクトルの中心値は統計モデルによる期待値からずれた。このずれを、2つのモデル計算と比較した。すなわち周辺部衝突から不完全融合反応が起るモデルと、中心部までふくめた衝突で起るモデル。後者のモデルによる計算が実験値をよく再現する事がわかった。

論文

Fission fragment tracks in gases of 6-10 atm

池添 康正; 佐藤 章一; 清水 三郎

Radiation Physics and Chemistry, 17, p.63 - 67, 1981/00

三種の気体反応系(CO$$_{2}$$-C$$_{3}$$H$$_{8}$$,C$$_{2}$$H$$_{6}$$-NH$$_{3}$$,N$$_{2}$$-C$$_{2}$$H$$_{4}$$系)で観測されたLET効果は、核分裂片飛跡中でのイオン種の再結合と電解移動反応に関連付けられた。Prescribed Diffusion Modelを用いて、飛跡中の反応を解析した。その結果、各反応系での飛跡の半径として、r$$rho$$$$<$$0.72,$$>$$0.12,≦0.15$$mu$$g・cm$$^{-}$$$$^{2}$$なる値をCO$$_{2}$$-C$$_{3}$$H$$_{8}$$系,C$$_{2}$$H$$_{6}$$-NH$$_{3}$$系,N$$_{2}$$-C$$_{2}$$H$$_{4}$$系それぞれに対してえた。

論文

Notes on isotopic exchange reactions, 2; Stochastic model for isotopic exchange reaction

石田 健二; 山本 寛*

日本原子力学会誌, 4(5), p.322 - 326, 1962/00

https://doi.org/10.3327/jaesj.4.322

抄録なし

口頭

Using natural systems data to test models of transformation of montmorillonite

Savage, D.*; Wilson, J.*; Benbow, S.*; 笹本 広; 小田 治恵; Walker, C.*; 川間 大介*; 舘 幸男

no journal, , 

高レベル放射性廃棄物の地層処分において、緩衝材の主成分であるモンモリロナイトが長期にわたり変化(変質)しなければ、性能評価で緩衝材に期待される機能は長期にわたり維持されうる。モンモリロナイトの非膨潤鉱物への変化については、これまでに半経験的速度論モデルによる評価がなされている。一方、このような評価方法は、ニアフィールドで生じる化学反応と物質移行の連成現象をモデルにより評価する方法とはアプローチが異なる。本研究では、モンモリロナイトのイライト化への変化を例に、海洋掘削プログラム(ODP Site1174)で得られた岩石コアを対象とし、上述した2つのモデルによる評価の比較を試みた。既往の研究により、半経験的速度論モデルでは、深度の増加に伴い、徐々にイライト化が進行する傾向がモデル化されており、岩石コアで認められた天然のデータ(イライト化率)とも整合的であった。一方、化学反応と物質移行の連成モデルによる評価では、より速くイライト化が進展するような結果が得られ、この要因として、緩衝材中にモンモリロナイトと共存する非晶質シリカが石英に変化することで間隙水中のシリカ濃度が低下し、イライト化を加速させる可能性が示唆された。今後は、イライト化への変化(変質)機構に関わるモデルの見直しを図ると共に、これら2つのモデルによる評価の違いの要因について、さらに考察を深める予定である。

口頭

Measurements of angular correlation terms of (n, $$gamma$$) reaction for verification of s-p mixing model

遠藤 駿典

no journal, , 

It is known that the parity violation is enhanced in a compound state. The enhancement is thought to be due to the interference between s-wave and p-wave resonance, s-p mixing model, but the s-p mixing model has not been validated experimentally. We aim to verify the s-p mixing model by measuring the angular correlation terms of (n, $$gamma$$) reaction which are predicted by that model. In this presentation, we report on the (n,$$gamma$$) reaction measurements until now and future plans at the J-PARC MLF.

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