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論文

ITPA(国際トカマク物理活動)会合報告,27

長壁 正樹*; 篠原 孝司; 東井 和夫*; 藤堂 泰*; 濱松 清隆; 村上 定義*; 山本 聡*; 井戸村 泰宏; 坂本 宜照; 田中 謙治*; et al.

プラズマ・核融合学会誌, 85(12), p.839 - 842, 2009/12

この会合報告は、2009年秋に開催された国際トカマク物理活動(ITPA)の会合報告を取りまとめたものである。取りまとめたトピカルグループは"高エネルギー粒子物理","輸送と閉じこめ物理","ペデスタル物理","MHD安定性","計測"、及び"統合運転シナリオ"の計6グループである。報告内容は、各トピカルグループの国内委員により、各会合で発表されたITER実現に向けた物理課題の解析結果や装置間比較実験結果報告、また次回会合までに行うべき課題などについてである。

論文

中性子の産業利用の現状と今後の展望 / 利用研究の現状; 中性子ラジオグラフィ

松林 政仁; 川端 祐司*

放射線と産業, (107), p.4 - 15, 2005/09

中性子の利用はこれまで、生命科学, 物質科学などの基礎・応用研究を中心として進められてきたが、大強度陽子加速器施設(J-PARC)計画を契機として産業利用の重要性が再認識され、新たな取り組みが始められようとしている。国内の代表的研究炉であるJRR-3の施設紹介とともに産業利用の現状を報告し、さらに企業が施設を利用する場合の制度について紹介を行った。加えて、具体的利用研究の現状として中性子ラジオグラフィについて、JRR-3, KUR(京都大学研究用原子炉), 住重試験検査サイクロトロン中性子源を対象とした産業利用の実例を紹介する。

論文

Performance test of neutron resonance spin echo at a pulsed source

丸山 龍治*; 田崎 誠司*; 日野 正裕*; 武田 全康; 海老澤 徹*; 川端 祐司*

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 530(3), p.505 - 512, 2004/09

 被引用回数:9 パーセンタイル:44.08(Instruments & Instrumentation)

中性子共鳴スピンエコー法は中性子準弾性散乱を高いエネルギー分解能で測定することのできる手法である。この中性子共鳴スピンエコー法をパルス中性子と組合せて使うと、非常に広範囲なスピンエコータイムをカバーすることができるため、原子炉で使用するよりも多くの利点がある。われわれは、すでに開発済みのパルス中性子用の共鳴フリッパーを利用して、0.3nmから0.9nmの範囲のパルス中性子に対して、スピンエコーシグナルを観測することに成功した。

報告書

JRR-3M冷中性子実験孔C2-3における中性子スペクトル及び中性子束の測定

川端 祐司*; 海老沢 徹*; 田崎 誠司*; 鈴木 正年; 曽山 和彦

JAERI-Research 2000-019, p.20 - 0, 2000/03

JAERI-Research-2000-019.pdf:0.83MB

研究用原子炉JRR-3Mでは、従来考えられていた冷中性子よりさらに長波長中性子を利用した新しい実験が提案されるようになってきた。このような傾向に対応するため、より長波長領域までの中性子スペクトル測定及び中性子束測定を冷中性子実験孔(C2-3)において行った。中性子スペクトルは、飛行時間法と$$theta$$-2$$theta$$法を併用することにより、従来より長波長領域まで大きく延長した波長4.5nmまで測定した。その結果、この範囲では急激なスペクトル変化はなく、この領域の中性子が利用可能であることが確認された。また、金箔放射化法による中性子束絶対測定の結果は2.3$$times$$10$$^{8}$$n/cm$$^{2}$$/sとなった。約10年前のJRR-3M建設当時の特性測定の結果と比較すると、測定位置が原因と考えられる以上の差異はなく、経年劣化による影響はほとんどないことが確認された。

論文

Experimental study on fabrication technique of a Ni/Ti supermirror using the electron beam evaporation system

曽山 和彦; 鈴木 正年; 川端 祐司*; 海老沢 徹*; 田崎 誠司*

Journal of Nuclear Science and Technology, 35(11), p.750 - 758, 1998/11

 被引用回数:3 パーセンタイル:66.6(Nuclear Science & Technology)

高反射率の中性子線用Ni/Tiモノクロメータ及びスーパーミラーの開発を目的として、基板表面粗さ及び蒸着装置内酸素ガス量が、膜層構造、深さ方向の元素分布及び中性子反射率に与える影響を検討した。その結果、Ni/Tiスーパーミラーの反射率は、数A°rmsの基板表面粗さの変化に強く依存することがわかった。そして研磨ガラス基板(5.1A°rms)を用いて、ニッケルの2倍の全反射臨界角で80%の中性子反射率を有するスーパーミラーを作成することができた。また、蒸着装置内への酸素の供給により形成されたTiO$$_{2}$$及びNiOの酸化層が界面粗さを減少させ反射率を増加させることがわかった。そしてニッケルの2.6倍の全反射臨界を有するスーパーミラーで20%の反射率を増加させることができた。

論文

中性子レンズ、ベンダーの開発

曽山 和彦; 鈴木 正年; 市川 博喜; 川端 祐司*

原子力工業, 43(10), p.36 - 41, 1997/10

最近原研及び京大炉外で開発された中性子光学応用機器の中から中性子レンズ、スーパーミラー中性子ベンター、極冷中性子ベンダー、スーパーミラー集束機器について紹介する。中性子光学応用機器は、低速中性子が全反射やブラッグ反射等の波動性を示すことを利用して、中性子を効率良く輸送、分岐、集束化等を行う装置である。中でも中性子レンズは、多数本のマルチキャピラリー(多重毛細管)ファイバー(チャネル内径10$$mu$$m)を1点に集束させるように配置したもので、これにより冷中性子の強度を1mm$$^{2}$$当たりで10倍増加させることが可能である。本稿では、この中性子レンズの特性及び応用と、スーパーミラー等を応用した中性子ベンダー等について述べる。

論文

Transmission characteristics of a supermirror bender

曽山 和彦; 鈴木 正年; 古平 恒夫; 海老沢 徹*; 川端 祐司*; 田崎 誠司*

Physica B; Condensed Matter, 213-214, p.951 - 953, 1995/00

 被引用回数:1 パーセンタイル:88.92

スーパーミラー中性子ベンダーの試作及びその中性子透過特性測定を行った。設計仕様は、特性波長5$AA$、曲率半径1660mm、全長48.4mm、ビーム有効サイズは巾12mm高さ55mmである。本装置の構造は、シリコン基板の両面に蒸着したNi/Tiスーパーミラー20組を0.3mm間隔でスリット状に配列したものである。本装置は従来のニッケル鏡の2倍の臨界角を有するスーパーミラーを応用することにより曲率半径の極小化を、また、シリコン基板を用いることにより中性子透過率の向上を可能とした。中性子透過特性測定をJRR-3Mのビーム実験装置を用いて行った。その結果、特性波長5.2$AA$、ビーム偏向角1.6°、中性子透過率76%(12.6$AA)$を得た。また、これらの結果は、モンテカルロ法による設計計算と良い一致を示した。

論文

Characteristics of neutron guide tubes in upgraded JRR-3

川端 祐司*; 鈴木 正年; 菊池 仁志*; 佐野 昌彦*

Journal of Nuclear Science and Technology, 30(10), p.1050 - 1058, 1993/10

 被引用回数:9 パーセンタイル:31.6(Nuclear Science & Technology)

研究用原子炉JRR-3が改造され、大規模導管群及び冷中性子源装置をそなえた高性能炉として利用運転を始めた。この新JRR-3(JRR-3M)に設置された2本の熱中性子導管及び3本の冷中性子導管の中性子束及び中性子スペクトル、さらに冷中性子源装置のゲインを測定した。中性子束は、原子炉が定常出力の20MWで運転した時に、特性波長2$AA$の2本の熱中性子導管端末で1.2$$times$$10$$^{8}$$n/cm$$^{2}$$・s、また冷中性子源装置稼働時において、特性波長4$AA$の2本の冷中性子導管端末で2.0$$times$$10$$^{8}$$n/cm$$^{2}$$・sとなった。さらに特性波長6$AA$の冷中性子導管端末では1.4$$times$$10$$^{8}$$n/cm$$^{2}$$・sとなった。また測定された中性子スペクトルは設計計算とよい一致を示した。これらのスペクトルから得られた冷中性子源装置のゲインは、原子炉出力20MWにおいて、波長4及び8$AA$の中性子に対して7および20であった。

報告書

JRR-3M中性子導管の特性測定

鈴木 正年; 川端 祐司*; 市川 博喜

JAERI-M 92-201, 17 Pages, 1993/01

JAERI-M-92-201.pdf:0.79MB

JRR-3改造炉(JRR-3M)に総延長232mにおよぶ大規模中性子導管群が設置された。2本の熱中性子導管と3本の冷中性子導管からなる中性子導管群の中性子スペクトル及び中性子束を測定した。中性子スペクトルは設計計算と良い一致をみた。また中性子束については、特性波長2$AA$の2本の熱中性子導管端末で1,2$$times$$10$$^{8}$$n/cm$$^{2}$$・sまた冷中性子稼働時において、特性波長4$AA$の2本の冷中性子導管端末で2.0$$times$$10$$^{8}$$n/cm$$^{2}$$・s、特性波長6$AA$の冷中性子導管端末では1.4$$times$$10$$^{8}$$n/cm$$^{2}$$・sを得た。

論文

Neutron fluxes and spectra of the neutron guide tubes in the upgraded JRR-3

川端 祐司*; 鈴木 正年; 鶴野 晃; 大西 信秋

Physica B; Condensed Matter, 180-181, p.987 - 990, 1992/00

 被引用回数:5 パーセンタイル:64.49(Physics, Condensed Matter)

研究用原子炉JRR-3が大改造され、大規模導管群及び冷中性子源装置をそなえた高性能汎用炉として生まれ変わった。中性子導管の端末出口でのスペクトルを飛行時間法で測定し、中性子束を金箔放射化法で測定した。測定された中性子束は、特性波長2$AA$の熱中性子導管で1.2$$times$$10$$^{8}$$n/cm$$^{2}$$s、特性波長4及び6$AA$の冷中性子導管でそれぞれ2.0$$times$$10$$^{8}$$、1.4$$times$$10$$^{8}$$n/cm$$^{2}$$sとなった。中性子取り出し口のビーム発散は、中性子ラジオグラフィフィルムによって測定した。中性子スペクトルから求めた冷中性子装置のゲインは波長4及び8$AA$に対してそれぞれ7及び20であった。

論文

Construction of neutron guide tubes in upgraded JRR-3

川端 祐司; 鈴木 正年; 高橋 秀武; 大西 信秋; 嶋貫 昭雄*; 須川 豊*; 新野 信行*; 笠井 泰治郎*

Journal of Nuclear Science and Technology, 27(12), p.1138 - 1146, 1990/12

研究用原子炉JRR-3の改造に伴い、特性波長2$AA$の熱中性子導管及び特性波長4$AA$の冷中性子導管を各2本、さらに特性波長6$AA$の冷中性子導管を1本、合計5本の中性子導管を設置した。最も長いものが59.9mであり、総延長は232.1mになる。中性子通過断面は幅2cm、高さは熱中性子用が20cm、冷中性子用が12cmである。曲導管部分も含めて、長さ85cmの直線ユニットで多角形近似することにより設置した。ユニット内面の中性子鏡は、硼硅酸ガラスにニッケルを約2000$AA$の厚さでスパッタリングしたものである。製作誤差は平均4$$mu$$mであり、これらのユニットで中性子導管を構成するときの平均設置誤差は、ずれ8$$mu$$m、角度5$$times$$10$$^{-6}$$radであり、十分よい精度で中性子導管を設置することができた。これに伴う中性子損失は約5%と見積られ、中性子導管出口での中性子束は約2$$times$$10$$^{8}$$neutrons/cm$$^{2}$$・secが期待されている。

報告書

JRR-3中性子導管の設計と設置

鈴木 正年; 川端 祐司; 工藤 三好*; 坂本 正誠; 大西 信秋; 高橋 秀武; 須川 豊*; 新野 信行*; 畑山 君男*; 嶋貫 昭雄*; et al.

JAERI-M 90-079, 44 Pages, 1990/05

JAERI-M-90-079.pdf:1.99MB

JRR-3改造計画の一環として中性子導管を設置した。設置された中性子導管は、総延長230mで、我が国最長のものである。導管を構成するすべての設備・機器は国産でまかなわれ、鏡管の製作精度および据付精度は既設の外国の設備と比肩できるものである。本レポートは、中性子導管の設計から製作・据付に至る技術的問題に対して行なった実験・考察等を報告するものである。

論文

Transmission efficiency of the neutron guide tube with alignment errors

川端 祐司; 鈴木 正年; 坂本 正誠; 原見 太幹; 高橋 秀武; 大西 信秋

Journal of Nuclear Science and Technology, 27(5), p.406 - 415, 1990/05

原研の改造3号炉に大規模中性子導管群の設置が予定されている。計画された中性子導管の効率を評価するために、エレクトロン・リニアックからの熱中性子を用い、中性子導管の中性子通過実験を行った。実機を1/10で模擬した幅2mm、長さ1.8mの中性子導管を用い、いくつかの設置誤差がある場合と設置誤差が無い場合の中性子通過特性を実験的に調べた。さらに中性子導管特性評価プログラム「NEUGT」による計算結果を中性子実験によって評価し、設置誤差がある場合にも「NEUGT」が有効であることを示した。これらの結果から、改造3号炉に計画されている中性子導管の性能は、中性子利用実験に用いるに十分な性能を持つと評価された。

報告書

基礎研究のための超冷中性子応用装置

川端 祐司

JAERI-M 88-131, 132 Pages, 1988/07

JAERI-M-88-131.pdf:3.98MB

超冷中性子を基礎物理等の研究に応用可能とすることを目的とし、超冷中性子の発生から応用までを幅広くとらえ、次の点を明らかにした。(1)超冷中性子発生装置の一つであるスーパミラー中性子タービンについて超冷中性子発生特性の解析を行い、測定結果と比較して、今後の設計指針や改良すべき点等を明らかにした。

論文

UCN重力スペクトロメーター; 落差集束式超冷中性子散乱装置

川端 祐司

KEK-R-88-3, p.48 - 65, 1988/00

落差収束原理を用いた超冷中性子散乱装置には、従来の中性子散乱装置に比べ、遷移運動量と遷移エネルギーの両方に対し、同時に高い測定精度を持つという特長がある。ここではその概念設計と、具体的な大きさを決めた時の特性を、数値計算で求めた結果について述べる。

論文

Hydrogen concentration on mirror surfaces of neutron bottles

川端 祐司; 宇津呂 雄彦*; 林 茂樹*; 吉城 肇*

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 30, p.557 - 566, 1988/00

 被引用回数:5 パーセンタイル:37.12

超冷中性子(UCN)について中性子ボトル実験を行うと、閉じ込めた中性子の寿命はボトル材質と中性子の相互作用から予想される値より小さくなる。この原因は、金属鏡表面に吸着されている水素によるものと推定される。本報告では、ニッケル蒸着膜とベリリウムについて、表面に吸着している水素とその置換のために用いた重水素のそれぞれの量及び深さを弾性反跳検知法によって測定した。

論文

中性子導管の設置誤差が中性子透過特性に及ぼす影響

川端 祐司; 鈴木 正年; 工藤 三好*; 高橋 秀武; 坂本 正誠

Proceedings of 12th Linear Accelerator Meeting in Japan, p.113 - 116, 1987/00

JRR-3改造炉に設置する中性子導管の設計に資するため、実機の1/10スケールの中性子導管を原研のLINACに設置し、実機が十分な性能を持ち得ることの実証及び中性子導管の設計評価のために開発された中性子導管特性解析コード「NEUGT」の検証を目的として特性を測定した。

報告書

冷中性子源装置材料強度に対する極低温照射の影響評価

川端 祐司; 高橋 秀武

JAERI-M 86-139, 73 Pages, 1986/09

JAERI-M-86-139.pdf:1.18MB

JRR-3改造計画では、長波長中性子を効率良く取り出す為に、液体水素で熱中性子を減速する冷中性子源装置の設置を計画している。減速材容器は、液体水素を重水反射体中に貯留する容器であり、極低温の液体水素温度(約20K)から高温(約400$$^{circ}$$C)までの温度範囲にわたって高線量で長期間にわたる照射を受ける。そのような厳しい照射条件下で水素を確実に閉じ込めなければならない。さらに容器は中性子を効率良く取り出す為に薄肉で扁平な水筒型としなければならないため、強い機械的強度が求められる。従って、使用期間が長く、且つ、広範囲の温度条件下において機械的強度が強い材料を選定する事が重要である。この為、極低温照射材料について調査すると共に、これら材料についてその機械的強度を評価した。この結果、JRR-3改造炉における冷中性子源装置の減速材容器材料としては、A286を用いる事が適切であるとの結論を得た。

報告書

金属鏡面の中性子全反射の測定; JRR-3改造炉の中性子導管に関する試験研究

鈴木 正年; 川端 祐司; 高橋 秀武; 坂本 正誠

JAERI-M 86-037, 21 Pages, 1986/03

JAERI-M-86-037.pdf:0.96MB

本稿は中性子導管の最も重要な要素である金属鏡面の中性子反射率について実機に採用するものと同等仕様のニッケル蒸着ガラスを用いて測定した結果をまとめたものである。また、炉心近傍の核的・熱的に厳しい条件下にある水平実験孔内に設置する中性子導管について、ニッケル蒸着ガラスに代わる鏡面として、金属ニッケルを研磨した中性子導管が採用できるか否かを知る為 3段階の表面粗度をもつ鏡面についても反射率の測定を行った。測定の結果、ニッケル蒸着ガラスについては今回の供試体程度の表面状態であれば中性子導管としての性能を発揮できることが確認出来た。3段階の表面粗度をもつニッケル板については、表面状態の優劣が反射率の優劣に依存していること、供試体中、最良のニッケル板でも導管には不適であるとのデ-タを得た。

報告書

JRR-3改造炉中性子導管詳細設計(II); 中性子導管の基本的特性とNEUGTプログラムの検証計算

原見 太幹; 川端 祐司

JAERI-M 85-093, 46 Pages, 1985/07

JAERI-M-85-093.pdf:0.88MB

JRR-3改造炉において、原子炉で発生した中性子を散乱実験等に供するため、熱中性子用導管2本及び冷中性子用導管3本を設置し、実験利用棟へ中性子を導く計画をしている。前報告で、導管設計解析用に開発したプログラムNEUGTの説明を行った。本報告で、中性子導管を設計するに当って必要な導管の基本的特性を示し、NEUGTの検証計算の結果を示す。導管の中性子収率および導管内空間分布について、計算結果と実測データはよい一致を示すことがわかった。

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