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論文

Field test around Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant site using improved Ce:Gd$$_{3}$$(Al,Ga)$$_{5}$$O$$_{12}$$ scintillator Compton camera mounted on an unmanned helicopter

志風 義明; 西澤 幸康; 眞田 幸尚; 鳥居 建男; Jiang, J.*; 島添 健次*; 高橋 浩之*; 吉野 将生*; 伊藤 繁樹*; 遠藤 貴範*; et al.

Journal of Nuclear Science and Technology, 53(12), p.1907 - 1918, 2016/12

 被引用回数:18 パーセンタイル:4.27(Nuclear Science & Technology)

無人ヘリ搭載用に軽量・低消費電力のコンプトンカメラ方式のガンマカメラを開発した。検出器に関して、散乱体・吸収体の各層のGAGGシンチレータ・アレイの4$$times$$4から8$$times$$8への増加、及び、2層間の距離の拡張により、それぞれ、検出効率と角度分解能が改善した。改良したコンプトンカメラを用いた測定を福島県浪江町の請戸川河川敷で実施した。飛行経路と速度のプログラミングが可能な無人ヘリの機能を用いて、65$$times$$60mの範囲を5mの測線間隔の13測線で、及び、65$$times$$180mの範囲を10mの測線間隔の19測線で、高度10m・速度1m/sにて櫛形に往復させながら、それぞれ、20分間と30分間で測定した。測定データと校正用データの解析により、地上1m高さでの空間線量率分布マップが、高度10mから約10mの位置分解能に相当する角度分解能にて精度よく得られた。また、ホバリングフライトでは、ホットスポット上で高度5-20mで10-20分間程度測定を行った。再構成ソフトの使用後に検出効率の補正や線量換算を経て、ホットスポットを含む$$gamma$$線の画像を得た。再構成$$gamma$$線画像の角度分解能は測定位置をシフトさせた結果の比較より、室内実験での性能(約10度)と同程度であることを確認した。

報告書

原子力発電所事故後の無人ヘリコプターを用いた放射線測定

眞田 幸尚; 西澤 幸康; 山田 勉; 池田 和隆*; 松井 雅士*; 土田 清文; 佐藤 義治; 平山 弘克; 高村 善英; 西原 克哉; et al.

JAEA-Research 2013-049, 129 Pages, 2014/03

JAEA-Research-2013-049.pdf:15.5MB

2011年3月11日に発生した東日本大震災による津波に起因した東京電力福島第一原子力発電所の事故によって、大量の放射性物質が周辺に飛散した。放射線の分布を迅速かつ広範囲に測定する手法として、航空機等を用いた空からの測定方法が考えられる。近年、無人ヘリコプターの開発が進んでおり、プログラミングによる自律飛行が可能な機種もある。原子力機構では、事故直後から、無人ヘリコプターによる放射線測定システムの開発に着手し、広範囲のモニタリングを実施している。無人ヘリコプターは、ヘリコプター(検出器)と操作する作業員に距離がとれるため、被ばくを抑制できること、プログラミングにより同じ場所を何度でも測定できることから、除染前後などの変化の観測が可能であることなどの特徴がある。モニタリングは、2011年12月から本格的に開始し、これまで、原子力発電所周辺のモニタリング、河川敷のモニタリング、発電所敷地内上空のモニタリング及び除染前後のモニタリングを行ってきた。ここでは、システムの詳細及びモニタリングの方法、結果についてまとめる。

報告書

広域環境モニタリングのための航空機を用いた放射性物質拡散状況調査

鳥居 建男; 眞田 幸尚; 杉田 武志; 近藤 敦哉*; 志風 義明; 高橋 昌樹; 石田 睦司; 西澤 幸康; 卜部 嘉

JAEA-Technology 2012-036, 182 Pages, 2012/12

JAEA-Technology-2012-036.pdf:41.89MB

東京電力福島第一原子力発電所事故により大気中に放出され地表面に沈着した放射性セシウムの影響を調査するために、日本全域における広域航空機放射線モニタリング(以下、航空機モニタリング)を実施した。航空機モニタリングは、市街地から山林まで広範囲に渡って迅速に$$gamma$$線を測定することにより、空間線量率や放射性セシウムの沈着量分布を"面"的に把握できる利点があり、視覚的にもわかりやすい。我が国において航空機モニタリングの機器や手法については、整備されていたものの、今回のような広域なモニタリングに対応できるだけの準備はされておらず、全放射線量への換算の方法や、放射性物質濃度への換算方法及びマッピングの方法について、米国エネルギー省の方法をもとに整備することから行った。方法は、データ採取と並行して改良を加え、西日本測定時には、バックグラウンドとの識別まで可能とした。本モニタリングにより、日本全域の空間線量率や放射性セシウムの沈着量の分布状況について確認することができた。ここでは、測定手法と結果について述べる。

報告書

放射線測定器の性能試験に用いる国際規格に準拠したX線標準場の整備

清水 滋; 澤畠 忠広*; 梶本 与一; 志風 義明; 吉原 泰明*; 立部 洋介

JAEA-Technology 2011-008, 53 Pages, 2011/06

JAEA-Technology-2011-008.pdf:2.91MB

国際標準化機構の国際規格ISO 4037-1では、放射線防護用測定器の性能試験に用いる世界共通のX線標準場の設定条件が示されている。原子力科学研究所の当該X線標準場は、2003年に整備して運用してきたが、中硬X線照射装置のX線管球の破損交換に伴い、新たな機種のX線管球を設置したため、この設定条件に準拠したNarrow series, Wide series及びHigh air-kerma seriesの3つのシリーズの中硬X線領域における二次標準場を再構築した。内容は、X線管電圧20kVから300kVの中硬X線領域において、X線場の線質設定,各線量単位のX線スペクトル,空気カーマから線量当量への換算係数及びISO 4037-1の線質との比較を行った。この結果、原子力科学研究所のISO標準場は、国際規格の線質とよく一致していることを確認し、国際規格に準拠した放射線防護用測定器の性能試験及び世界の校正機関との基準照射及び相互比較実験が実施できることになり、これらの詳細なデータを明らかにした。

論文

Development of the quasi-monoenergetic neutron calibration fields of several tens of MeV at TIARA

志風 義明; 谷村 嘉彦; 三枝 純; 堤 正博; 内田 芳昭; 吉澤 道夫

Progress in Nuclear Science and Technology (Internet), 1, p.166 - 169, 2011/02

J-PARCのような大強度陽子加速器施設等における信頼性の高い線量評価のためには、そこで使用される中性子モニターや線量計のエネルギー特性を評価するための20MeVより高エネルギーの中性子校正場が必要である。そこで、原子力機構・高崎量子応用研究所TIARAにおいて45,60,75MeVの中性子場の開発を進めている。校正場を整備するためには、フルエンスの評価とそのモニタ技術の確立が重要である。ここでは、開発した高効率の反跳陽子カウンターテレスコープを用いた絶対測定によるフルエンス評価の結果、及び、ビームを直接モニタするために開発した透過型の中性子フルエンスモニタとその特性評価について報告する。

論文

Establishment of neutron fluence monitoring techniques for quasi-monoenergetic neutron calibration fields of high energy at TIARA

志風 義明; 谷村 嘉彦; 三枝 純; 堤 正博; 内田 芳昭*; 吉澤 道夫; 原野 英樹*; 松本 哲郎*; 水橋 清

JAEA-Review 2010-065, JAEA Takasaki Annual Report 2009, P. 158, 2011/01

20MeV以上の中性子に対する中性子校正場は、国内で未整備である。そこで、原子力機構・高崎量子応用研究所TIARAの数十MeV領域の高エネルギー準単色中性子照射場を利用して、校正場の開発を行った。この校正場の中性子フルエンスを直接モニタするために、透過型フルエンスモニタを開発した。整備予定の3エネルギー点でモニタの特性評価を行い、透過型モニタの計数率と照射中性子強度との相関が良好であることを確認できた。また、各測定ごとのモニタ計数値、及び、ビームタイム中のビーム強度の変動を表示・記録できる計測システムを整備し、運用を開始した。また、絶対測定データをもとに基準検出器の値付けを行い、実験ごとにフルエンスモニタに値を移す手順を取り決めた。これらにより中性子フルエンスのモニタ技術を確立し、高エネルギー中性子校正場を確立した。

論文

Evaluation of target photon dose mixed in mono-energetic neutron fields using $$^7$$Li(p,n)$$^7$$Be reaction

谷村 嘉彦; 堤 正博; 三枝 純; 志風 義明; 吉澤 道夫

Radiation Measurements, 45(10), p.1163 - 1166, 2010/12

 被引用回数:3 パーセンタイル:72.22(Nuclear Science & Technology)

原子力機構放射線標準施設棟では、4MVペレトロン加速器を利用した単色中性子校正場を開発している。8, 27, 144, 250, 565keV及び1.2, 2.5, 5.0, 14.8MeVの中性子場がスカンジウム,リチウム,重水素及びトリチウムターゲットを用いて完成している。加速粒子とターゲット材との核反応で単色中性子のみならず目的外光子も発生する。この光子は測定器校正に影響を与えることがあり、それを評価する必要がある。そこで、フッ化リチウムターゲットで発生し、144, 250, 565keV中性子場に混在する光子を、直径及び長さがともに7.62cmのNaI(Tl)シンチレーション検出器で測定した。そして、光子の周辺線量当量H*(10)を、測定された波高分布にG(E)関数を適用することにより評価した。

報告書

放射線測定器の性能試験に用いる国内規格に準拠した中硬X線標準場の整備

清水 滋; 澤畠 忠広; 梶本 与一; 志風 義明; 吉原 泰明*; 立部 洋介

JAEA-Technology 2010-009, 78 Pages, 2010/06

JAEA-Technology-2010-009.pdf:3.06MB

国内規格JIS Z 4511では、国内での放射線防護用測定器の性能試験に用いるX線標準場の設定条件が示されている。原子力科学研究所放射線標準施設棟の中硬X線照射装置のX線管球の破損交換に伴い、新たな機種のX線管球を設置した。このため、われわれは、JISに準拠した線質指標0.6, 0.7, 0.8, 0.9の4つのシリーズの中硬X線領域における二次標準場を再構築した。内容は、X線管電圧20kVから300kVの中硬X線領域において、X線場の線質設定,各線量単位のX線スペクトル,空気カーマから線量当量への換算係数等を評価した。これにより、精度の良い線量当量基準量,幅広い試験エネルギー点及び幅広い線量率の供給が可能となった。われわれは、これらの詳細なデータを明らかにした。

論文

Development of highly efficient proton recoil counter telescope for absolute measurement of neutron fluences in quasi-monoenergetic neutron calibration fields of high energy

志風 義明; 谷村 嘉彦; 三枝 純; 堤 正博

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 615(2), p.211 - 219, 2010/04

 被引用回数:8 パーセンタイル:44.37(Instruments & Instrumentation)

高エネルギー中性子用のモニターや線量計の正確な較正においては、校正点における中性子フルエンスを評価することが望まれる。準単色中性子場の中性子フルエンスを評価するために、校正点での絶対測定用に高効率反跳陽子カウンターテレスコープ(PRT)を開発した。PRTの構成要素の比較的大きなデザインは、ターゲットからの距離が長くて広い照射野となる校正点における高検出効率に貢献した。コンバータの厚さは、バックグラウンド補正を容易にするために、同じ炭素面密度となるように調整された。高検出効率とその厚さ調整の結果、統計精度を改善することができた。中性子フルエンスは、測定データの解析とMCNPXコードを用いて計算された検出効率に基づいて、6%以内の不確かさで評価された。飛行時間データは、陽子イベントの発生源の解釈に有用な情報を提供した。

論文

高エネルギー中性子校正場について

志風 義明

放計協ニュース, (42), p.2 - 3, 2008/10

20MeV以上の中性子エネルギーに関しては、中性子標準場が国内で整備されていない。そこで、原子力機構・高崎量子応用研究所TIARAの数十MeV領域の高エネルギー準単色中性子照射場を利用して、45, 60, 75MeVの3エネルギー点について校正場及び校正技術の開発を進めている。ここでは、まず、TIARAの中性子施設について概説する。また、校正場を整備するうえで必要な場の特性評価の結果や進捗状況(照射野・中性子エネルギースペクトルの測定,中性子フルエンスの絶対測定,中性子フルエンスモニタ用の検出器を開発)について報告する。

論文

Development of the neutron calibration fields using accelerators at FRS and TIARA of JAEA

志風 義明; 谷村 嘉彦; 三枝 純; 堤 正博; 清水 滋; 吉澤 道夫; 山口 恭弘

Journal of Nuclear Science and Technology, 45(Suppl.5), p.209 - 212, 2008/06

 被引用回数:8 パーセンタイル:45.92(Nuclear Science & Technology)

J-PARCのような大強度陽子加速器施設において質の高い放射線防護を行うためには、そこで使用される中性子モニターや線量計のエネルギー特性を評価する中性子校正場が必要である。加速器を用いた中性子校正場が、20MeV未満に対しては原子力機構・東海のFRSにて、20MeV以上に対しては原子力機構・高崎のTIARAにて開発されている。FRSでは、4MVのファンデグラーフ(ペレトロン)加速器によって発生させた陽子や重陽子ビームで単色中性子を発生させている。現在までに、8, 144, 250, 565keV, 5.0, 14.8MeVの場の開発が完了した。TIARAでは、45, 60, 75MeV中性子校正場の開発が計画されている。AVFサイクロトロンからの陽子ビームを用いた$$^{7}$$Li(p,n)$$^{7}$$Be反応により準単色中性子が生成されて、約3m厚のコリメータを通って照射室へ導かれる。現在、校正場の開発に必要な場の特性評価が進められている。

論文

Construction of monoenergetic neutron calibration fields using $$^{45}$$Sc(p,n)$$^{45}$$Ti reaction at JAEA

谷村 嘉彦; 三枝 純; 志風 義明; 堤 正博; 清水 滋; 吉澤 道夫

Radiation Protection Dosimetry, 126(1-4), p.8 - 12, 2007/08

 被引用回数:11 パーセンタイル:34.67(Environmental Sciences)

日本原子力研究開発機構では、加速器を用いた8keVから19MeV領域の単色中性子校正場を開発している。8及び27keV中性子の発生には$$^{45}$$Sc(p, n)$$^{45}$$Ti反応の共鳴ピークを利用する。本反応の中性子発生断面積は複雑な共鳴構造を持ち、1keV以下の精度で入射陽子のエネルギーを制御しなければならない。ところが、加速器の電圧制御のみで必要とされる陽子エネルギーの微調整を行うのは困難であり、単色中性子校正場開発の大きな問題点となっていた。そこで、ターゲットに電圧を印加できる装置を取り付けることにより、入射陽子エネルギーの迅速かつ高精度の調整を可能にした。$$^{45}$$Sc(p, n)$$^{45}$$Ti反応のしきいエネルギー付近での発生中性子量をモニタし、陽子エネルギーとターゲット印加電圧の関係を決定した。この関係をもとに陽子エネルギーをもとに調整し、8及び27keVそれぞれの単色中性子を発生させた。そして、目的とする中性子エネルギーが得られていることを飛行時間法で確認した。これにより、8及び27keV単色中性子を安定して発生させることができ、これまで難しかったkeV領域での中性子測定器の精度良い校正が可能となった。

論文

Investigation of properties of the TIARA neutron beam facility of importance for calibration applications

志風 義明; 谷村 嘉彦; 三枝 純; 堤 正博; 山口 恭弘; 内田 芳昭*

Radiation Protection Dosimetry, 126(1-4), p.163 - 167, 2007/08

 被引用回数:3 パーセンタイル:72.25(Environmental Sciences)

20MeV以上の中性子エネルギーに関して、校正場や校正技術の国際的な標準が確立されていない。そこで、日本原子力研究開発機構・高崎量子応用研究所TIARAの40$$sim$$90MeV領域の高エネルギー準単色中性子照射場を利用して、校正場の開発を進めている。ここでは、45, 50, 70MeV陽子がリチウムターゲットと反応して生成された中性子の場の特性を評価した。まず、イメージングプレートを用いて中性子ビームプロファイルをターゲットからの異なる距離において調査した。測定結果から、ターゲットからの距離とコリメータの内径に幾何学的に依存した中性子ビームの空間分布を把握した。また、ビーム強度がターゲットからの距離の逆2乗に比例することも確認した。次に、有機液体シンチレータ検出器を用いて飛行時間法(TOF法)によりエネルギースペクトルを測定した。さらに、照射野外の位置において散乱線の波高スペクトル測定を行い、FORISTコードによるアンフォールディング法からエネルギースペクトルを評価した。これらの異なる方法により得られたエネルギースペクトルからピーク部のフルエンスを評価した。

口頭

TIARAの高エネルギー準単色中性子校正場の特性評価; 散乱線スペクトルの評価

志風 義明; 谷村 嘉彦; 三枝 純; 堤 正博; 山口 恭弘; 内田 芳昭*

no journal, , 

20MeV以上の中性子エネルギーに関しては、中性子校正場が国内外で整備されていない。そこで、原子力機構・高崎量子応用研究所TIARAの40-90MeV領域の高エネルギー準単色中性子照射場を利用して、標準校正場の開発を進めている。評価すべき場の特性として、校正予定位置における散乱線の寄与の評価が挙げられる。そこで、有機液体シンチレータ検出器を用いて飛行時間法(TOF法)によるピークエネルギー測定やエネルギースペクトル測定を行った。さらに、照射野外のビームラインから距離の異なる位置において散乱線スペクトルの測定を行った。これらの評価の結果、被校正物のサイズに応じた適正な照射位置や照射強度の条件が明らかになり、また、室内散乱線による照射位置への中性子線量への寄与を評価するための基礎データが得られた。

口頭

d-T反応を利用した14.8MeV単色中性子校正場の開発

谷村 嘉彦; 志風 義明; 藤井 克年; 三枝 純; 堤 正博; 原野 英樹*; 松本 哲郎*; 下山 哲矢*

no journal, , 

加速器を用いた14.8MeV単色中性子校正場を、飛行時間法によるエネルギーの測定,ボナー球による中性子フルエンスの評価を行うことにより構築した。

口頭

高エネルギー中性子校正場の開発と標準化

志風 義明; 谷村 嘉彦; 三枝 純; 堤 正博; 山口 恭弘; 遠藤 章; 金子 広久

no journal, , 

20MeV以上の中性子標準校正場の開発に向けて、高崎量子応用研究所のTIARAの中性子照射場の特性評価を行ってきた。イメージングプレートやシリコンPINフォトダイオードを用いた測定により、中性子ビームプロファイルを明らかにした。また、有機液体シンチレーション検出器を用いて、照射野内の中性子のエネルギースペクトルを測定し、ピーク部のフルエンスを評価した。一方で、照射野外の各位置における散乱線のスペクトルを測定し、校正位置での散乱線の寄与を外挿法により評価した。最後に、整備候補のピークエネルギー値や今後4年間の整備計画に関して報告する。

口頭

高エネルギー中性子用モニタ・線量計の開発

遠藤 章; 佐藤 達彦; 佐藤 大樹; 志風 義明; 谷村 嘉彦; 三枝 純; 堤 正博; 山口 恭弘; 金子 広久; 小田 啓二*; et al.

no journal, , 

平成15$$sim$$17年度にわたり、連携重点研究「陽子加速器施設における線量評価に関する研究」において、高崎研TIARAを利用して行った高エネルギー中性子用モニタ,線量計の開発の成果を報告する。J-PARC等の高エネルギー加速器施設においては、遮蔽体を透過し線量寄与が大きい高エネルギー中性子に対する放射線防護が重要である。そこで、高エネルギー中性子に対して適切な線量応答特性を有する中性子モニタ,個人線量計の開発を進めるとともに、測定値の保証に不可欠な校正技術に関する研究を行った。モニタの開発では、液体シンチレータとデジタルオシロスコープを用いた信号解析技術により、1GeVまでの中性子に適用できるモニタを開発した。個人線量計の開発では、固体飛跡検出器に重水素化物質とポリエチレンから成る二層構造ラジエータを付加することで高エネルギー中性子に対する感度,エネルギー特性を改善する方法を見いだした。これを高速顕微鏡による高速読み取り技術と組合せ、積算型個人線量計として利用できる見通しを得た。校正技術の開発では、TIARA準単色中性子場の特性評価を行い、照射野内外の中性子スペクトル,散乱線の寄与割合等を評価し、今後の校正場構築のための基礎データを取得した。

口頭

高エネルギー準単色中性子校正場のフルエンス絶対測定用検出器の開発

志風 義明; 谷村 嘉彦; 三枝 純; 堤 正博

no journal, , 

20MeV以上の中性子エネルギーに関しては、中性子校正場が国内外で整備されていない。そこで、原子力機構・高崎量子応用研究所TIARAの数十MeV領域の高エネルギー準単色中性子照射場を利用して、標準校正場の開発を進めている。校正場を開発するうえで、フルエンスを精度よく絶対測定する必要がある。そこで、シリコン検出器と有機液体シンチレーション検出器からなる反跳陽子カウンターテレスコープを開発した。TIARAの中性子照射場において照射試験を行い、本検出器の基本性能を評価した。

口頭

$$^{45}$$Sc(p,n)$$^{45}$$Ti反応を利用した8keV単色中性子校正場の開発

谷村 嘉彦; 三枝 純; 藤井 克年; 志風 義明; 堤 正博

no journal, , 

日本原子力研究開発機構放射線標準施設棟(FRS)では、4MVシングルエンド型ペレトロン加速器を利用した8keV$$sim$$19MeVの単色中性子校正場を開発・整備している。今年度、新たに$$^{45}$$Sc(p,n)$$^{45}$$Ti反応で発生する8keV単色中性子を利用した校正場を開発した。本核反応の断面積は複雑な共鳴構造をしている。この共鳴ピークを利用して8keV中性子を発生するが、ピークの幅は非常に狭く、1keV以下の精度でビームエネルギーを決定する必要がある。ところが、ビーム輸送条件を変えることなく、要求される精度でのエネルギー調整を加速器側で行うのは非常に難しい。そこで、ターゲットに最大50kVまでの電圧を印加することにより、微調整を可能とした。これにより、再現性よく8keV中性子を発生する手法を確立した。校正点の中性子フルエンスは、$$^6$$Liガラスシンチレーション検出器(直径5.08cm,厚さ2cm)及びボナー球(中心検出器:5.08cm$$phi$$球形BF$$_3$$比例計数管)で評価した。

口頭

高エネルギー準単色中性子校正場のフルエンス絶対測定用検出器の開発

志風 義明; 谷村 嘉彦; 三枝 純; 堤 正博; 山口 恭弘; 原野 英樹*; 松本 哲郎*; 金子 広久

no journal, , 

20MeV以上の中性子エネルギーに関しては、中性子校正場が国内外で整備されていない。そこで、原子力機構・高崎量子応用研究所TIARAの数十MeV領域の高エネルギー準単色中性子照射場を利用して、標準校正場の開発を進めている。校正場を開発するうえで、フルエンスを精度よく絶対測定する必要がある。そこで、シリコン検出器と液体シンチレーション検出器からなる反跳陽子カウンターテレスコープを開発した。TIARAの中性子照射場において照射試験を行い、本検出器の基本性能を評価した。

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