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論文

Demonstration of $$gamma$$-ray pipe-monitoring capabilities for real-time process monitoring safeguards applications in reprocessing facilities

Rodriguez, D.; 谷川 聖史; 西村 和明; 向 泰宣; 中村 仁宣; 栗田 勉; 高峰 潤; 鈴木 敏*; 関根 恵; Rossi, F.; et al.

Journal of Nuclear Science and Technology, 55(7), p.792 - 804, 2018/07

 パーセンタイル:100(Nuclear Science & Technology)

再処理施設の核物質に対しては、ランダムサンプル検認と、追加的な重要タンク内溶液の体積、質量のみの連続監視システムによる"知識の連続性"保持により、保障措置が掛けられている。核物質溶液がタンク及び工程装置を結ぶ配管を流れる際に、特徴的な$$gamma$$を測定し、核物質を実時間で検認することで、工程監視を改善できる可能性がある。われわれは、東海再処理工場の転換技術開発施設で、この$$gamma$$パイプモニタリングを、硝酸Pu移送の際に試した。この際$$gamma$$測定は、ランタン・ブロマイド検出器、及び$$gamma$$の計数時刻とエネルギーを記録するリストモード・データ取得システムを用いて実施した。この測定結果とその分析は、配管内溶液の同位体組成、工程移動時刻、(単位時間当たりの)溶液流量及び移動溶液量を求められる能力を実証するものであり、実際に適用可能な保障措置検認工程監視の導入に繋がる。

論文

Delayed $$gamma$$-ray spectroscopy combined with active neutron interrogation for nuclear security and safeguards

小泉 光生; Rossi, F.; Rodriguez, D.; 高峰 潤; 瀬谷 道夫; Bogucarska, T.*; Crochemore, J.-M.*; Varasano, G.*; Abbas, K.*; Pedersen, B.*; et al.

EPJ Web of Conferences (Internet), 146, p.09018_1 - 09018_4, 2017/09

 パーセンタイル:100

Along with the global increase of applications using nuclear materials (NM), the requirements to nuclear security and safeguards for the development of effective characterization methods are growing. Mass verification of NM of low radioactivity is performed using passive non-destructive analysis (NDA) techniques whereas destructive analysis (DA) techniques are applied for accurate analysis of nuclide composition. In addition to the characterization by passive NDA, a sample can be further characterized by active NDA techniques. An active neutron NDA system equipped with a pulsed neutron generator is currently under development for studies of NDA methods. Among the methods DGS uses the detection of decay $$gamma$$-rays from fission products (FP) to determine ratios of fissile nuclides present in the sample. A proper evaluation of such $$gamma$$-ray spectra requires integration of nuclear data such as fission cross-sections, fission yields, half-lives, decay chain patterns, and decay $$gamma$$-ray emission probabilities. The development of the DGS technique includes experimental verification of some nuclear data of fissile materials, as well as development of the device. This presentation will be a brief introduction of the active neutron NDA project and an explanation of the DGS development program.

論文

Delayed gamma-ray spectroscopy, 1; Development and current status

Rodriguez, D.; Rossi, F.; 高峰 潤; 小泉 光生; 瀬谷 道夫; Crochemore, J. M.*; Varasano, G.*; Bogucarska, T.*; Abbas, K.*; Pedersen, B.*

Proceedings of INMM 58th Annual Meeting (Internet), 6 Pages, 2017/07

原子力機構は、4つのアクティブ法を組合せたNDAシステムの開発をEC-JRCと共同で実施している。遅発$$gamma$$線分光法は核分裂性核種の組成比を決定することができるもので、観測する核分裂生成核種の時間依存型の、高エネルギー$$gamma$$線を、サンプルの複雑な核分裂収率と関連付けて分析するものである。興味のある核分裂性核種比を定量するためには、使用する(小型の持ち運びが可能な)中性子源からの速中性子を、核分裂反応断面積の大きな熱中性子までエネルギーを下げつつ、有意な計数信号を得るためのフラックス強度を必要とする。現在、遅発$$gamma$$線分光法の改良のため、JRC-IspraのPUNITAを含むいくつかの施設での実験が進行中である。これらの中性子フラックス、測定環境等データは、遅発$$gamma$$線分光データの分析を行うモンテカルロ法(逆モンテカルロ法)の開発に使われる。ここでの遅発$$gamma$$線分光法は、その実証に関して、これまでの開発成果である減速系の最適化、実験、逆モンテカルロ法についてまとめる。

論文

Delayed gamma-ray spectroscopy, 2; Experimental studies for determination of fissile materials ratios

Rossi, F.; 小泉 光生; Rodriguez, D.; 高峰 潤; 瀬谷 道夫; Pedersen, B.*; Crochemore, J. M.*; Abbas, K.*; Bogucarska, T.*; Varasano, G.*

Proceedings of INMM 58th Annual Meeting (Internet), 7 Pages, 2017/07

保障措置分野では、高線量核物質の核分裂性核種の組成比の独立検認のために、新たな、改良アクティブ問い掛け法NDA技術が必要とされている。原子力機構とJoint Research Centre (JRC)は、サンプルの核分裂生成核種の崩壊からの遅発$$gamma$$線を測定することで、サンプル中核物質の核分裂性核種比を決める遅発$$gamma$$線分光法を共同で開発している。現在、低線量核物質サンプルを用いた測定がいくつかの施設で行われることとなっている。ここで、長半減期核分裂生成核種からの影響を最小限にするために、低エネルギー$$gamma$$線の遮へいと、3MeVを超える高いエネルギーの$$gamma$$線に注目する必要がある。この測定法では、異なる小型中性子源が使用されるが、いずれにおいても中性子エネルギーを熱エネルギー領域まで減速することが必要である。我々は、減速体及び反射体をMCNPを用いて最適化を進めており、また、問い掛け、移動、測定のシークエンスの最適化も進めている。現在進めている測定では、認証されたU/Puサンプルを使用しており、観測する遅発$$gamma$$線を同位体組成に比例する関連付けが可能となる。この発表では、最適化の状況とともに、U/Puサンプル中の核分裂性核種比決定のための実験キャンペーンを紹介する。

論文

$$gamma$$-ray pipe monitoring for comprehensive safeguards process monitoring of reprocessing facilities

Rodriguez, D.; 谷川 聖史; 向 泰宣; 磯前 日出海; 中村 仁宣; Rossi, F.; 小泉 光生; 瀬谷 道夫

Proceedings of INMM 58th Annual Meeting (Internet), 9 Pages, 2017/07

再処理施設の核物質の保障措置においては、定量検認のためのサンプリングと再検認を減らすために、知識の連続性(CoK)保持のためのプロセスモニタリングが使われている。現在タンクに設置されているSMMSは、溶液の体積と密度情報を提供するのみであり、間接的な監視(検認)がなされている。この限界を埋め合わせるために、我々は、配管内を流れる溶液及びタンク内の溶液からの$$gamma$$線を測定する、連続かつ直接的な検認を行う、改善された方法を提案する。この方法では、実時間で溶液流れの確認、Pu同位体の確認が非破壊で得られるものである。この概念については、原子力機構のPCDFにて配管内を流れる硝酸プルトニウムからの$$gamma$$線を測定する試験が行われた。この発表は、$$gamma$$線パイプモニタリングを使う概念と分析が、実時間の保障措置検認能力を有することについて述べるものである。

論文

Shape evolution in neutron-rich krypton isotopes beyond N=60; First spectroscopy of $$^{98,100}$$Kr

Flavigny, F.*; Doornenbal, P.*; Obertelli, A.*; Delaroche, J.-P.*; Girod, M.*; Libert, J.*; Rodriguez, T. R.*; Authelet, G.*; Baba, H.*; Calvet, D.*; et al.

Physical Review Letters, 118(24), p.242501_1 - 242501_6, 2017/06

 被引用回数:14 パーセンタイル:9.07(Physics, Multidisciplinary)

The first $$gamma$$-ray spectroscopy of very neutron rich $$^{98,100}$$Kr isotopes was carried out at the RIBF at RIKEN Nishina center. Excited states in these isotopes were populated via (p,2p) reactions using radioactive $$^{99,101}$$Rb beams accelerated to 220 MeV/nucleon. The new data show a significant increase in deformation beyond N=60, as well as competing configurations (shape-coexistence) at low energy. The data were compared with beyond-mean-field calculations which predict level energies in good agreement with observation, and suggest oblate-prolate shape coexistence.

論文

Low-lying structure and shape evolution in neutron-rich Se isotopes

Chen, S.*; Doornenbal, P.*; Obertelli, A.*; Rodriguez, T. R.*; Authelet, G.*; Baba, H.*; Calvet, D.*; Ch$^a$teau, F.*; Corsi, A.*; Delbart, A.*; et al.

Physical Review C, 95(4), p.041302_1 - 041302_6, 2017/04

 被引用回数:11 パーセンタイル:8.11(Physics, Nuclear)

Neutron-rich isotopes of selenium, $$^{88,90,92,94}$$Se, where studied via in beam $$gamma$$-ray spectroscopy after nucleon removal reactions at RIBF in RIKEN. The low-energy excitations of these nuclei were investigated using $$gamma$$-$$gamma$$ coincidences, and the first and second excited 2$$^+$$ states were found at remarkably low energies. The analysis and comparison with self-consistent beyond-mean field calculations suggest that both shape coexistence and triaxiality are needed to describe these isotopes.

論文

Delayed gamma-ray analysis for characterization of fissile nuclear materials

小泉 光生; Rossi, F.; Rodriguez, D.; 高峰 潤; 瀬谷 道夫; Bogucarska, T.*; Crochemore, J.-M.*; Varasano, G.*; Abbas, K.*; Pedersen, B.*; et al.

EUR-28795-EN (Internet), p.868 - 872, 2017/00

Under the collaboration between the Japan Atomic Energy Agency (JAEA) and European Commissions' Joint Research Center (EC-JRC), development of four active neutron-interrogation non-destructive assay methods for nuclear non-proliferation and safeguards are in progress. The techniques are differential die-away analysis, delayed gamma-ray analysis (DGA), neutron resonance transmission analysis, and prompt gamma-ray analysis. Information obtained by each method is used complementarily to characterize a sample. DGA utilizes moderated pulsed neutrons from a D-T neutron generator to induce fission reaction of nuclear materials. Delayed gamma rays from the fission products (FP) are measured to determine the ratios of fissile nuclides (e.g. $$^{235}$$U, and $$^{239,241}$$Pu) in the sample. Experimental studies of the DGA method are in progress with the Pulsed Neutron Interrogation Test Assembly (PUNITA) in EC-JRC Ispra. Here we present an overview of the study plan of these DGA experiments along with the latest results. This research was implemented under the subsidiary for nuclear security promotion of MEXT.

論文

Development of active neutron NDA techniques for nuclear nonproliferation and nuclear security, 7; Measurement of DG from MOX and Pu liquid samples for quantification and monitoring

向 泰宣; 小川 剛; 中村 仁宣; 栗田 勉; 関根 恵; Rodriguez, D.; 高峰 潤; 小泉 光生; 瀬谷 道夫

Proceedings of INMM 57th Annual Meeting (Internet), 7 Pages, 2016/07

核不拡散用のアクティブ中性子非破壊測定技術開発の一環として、核分裂性核種($$^{239}$$Pu, $$^{241}$$Pu, $$^{235}$$U)の組成比を分析するために、3MeV超のエネルギーを有する遅発$$gamma$$線に着目した遅発$$gamma$$線分光(DGS)法の技術開発を行っている。DGS法の確認試験として、PCDFにおいて、Pu溶液及びMOX粉末試料を用いた遅発$$gamma$$線測定試験を下記の4段階で実施することを計画している。(1)自発核分裂性核種由来の遅発$$gamma$$線測定(パッシブ測定)、(2)速中性子利用による遅発$$gamma$$線測定(アクティブ測定)、(3)DGSI(試料中の自発核分裂性核種由来の中性子作用による遅発$$gamma$$線)測定(パッシブ測定)、(4)熱中性子利用による遅発$$gamma$$線測定(パッシブ測定)。本報告では、PCDFで実施する核物質試料を用いたDGS試験計画について報告する。※本件は、今回のINMMにて開催される核不拡散用アクティブ中性子非破壊測定技術開発(実施窓口:ISCN)のシリーズ発表(全7件)のうち、ISCNから発表の依頼を受け、PCDFで実施する核物質試料を用いたDGS測定試験の目的及び具体的な試験方法について報告するものである。

論文

Utilizing delayed $$gamma$$ rays for fissionable material measurement in NDA

Rodriguez, D.; 高峰 潤; 小泉 光生; 瀬谷 道夫

Proceedings of 37th ESARDA Annual Meeting (Internet), p.831 - 836, 2015/08

パルス中性子源を用いる非破壊測定装置がJAEAとJRC(ITU及びIRMM)との共同で設計される予定である。このシステムは中性子共鳴透過分析法、時間差ダイアウェイ法、即発・遅発$$gamma$$線スペクトル分析法の組合せを利用する予定である。遅発$$gamma$$線スペクトル分析法は核分裂性核種の比を比較的高い精度で決めることができる方法である。このシステムはMOX中あるいは高自発中性子・$$gamma$$線放射核物質(溶融燃料を含む)の核種組成比を有効に決定することができ、保障措置に適用できるものである。また、このシステムは透過力の強い高エネルギーの遅発$$gamma$$線を検知することで核セキュリティ分野へも適用が可能である。この論文では、この非破壊装置の遅発$$gamma$$線スペクトル分析法部分の初期状況について、また、対象核物質の高精度組成分析を行う上で他の方法と連携してどのように使われるか、について記述する。

論文

Preliminary delayed $$gamma$$-ray spectroscopy for non-destructive analysis of fissionable material

Rodriguez, D.; Heyse, J.*; 小泉 光生; Mondelaers, W.*; Pedersen, B.*; Schillebeeckx, P.*; 瀬谷 道夫; 高峰 潤

Proceedings of INMM 56th Annual Meeting (Internet), 8 Pages, 2015/07

核物質の保障措置をいかに有効に実施するか、特に、混合物の組成を如何に効率的に決定するか、について関心が高まっている。原子力機構とJRC(ITU及びIRMM)の研究者は、現在、D-Tパルス中性子源を使う非破壊測定装置について検討を行っている。このシステムは時間差ダイアウェイ法,中性子共鳴透過分析法,即発$$gamma$$線分析,遅発$$gamma$$線スペクトル分析法の組合せを利用するものである。我々の特段の興味は、このシステムを再処理・精製PuのMOX燃料及び高線量の核物質に適用することである。遅発$$gamma$$線スペクトル分析法は核分裂性核種の比を比較的高い精度で決められる可能性を有する。これらの核分裂生成物は、時間依存性を持ち3MeVよりかなり高いエネルギーの$$gamma$$線エネルギースペクトルを有し、興味対象の高放射線核物質へ適用する場合には大きな利点となる。この発表では、このNDAシステムの遅発$$gamma$$線分析部分の精度がどれくらいのものとなるかに関する初期的な研究と、核物質の組成分析において、他の手法との関連でどのように使われるかについて記述する。

論文

Fatigue crack propagation experimental evaluation and modeling in an austenitic steel elbow from a LMFBR primary system piping

Garcia Rodriguez, D.; 榊原 安英*

Proceedings of 2014 ASME Pressure Vessels and Piping Conference (PVP 2014) (DVD-ROM), 9 Pages, 2014/07

高速増殖原型炉もんじゅのエルボーの高温(400$$^{circ}$$C)における面内曲げでの低サイクル疲労き裂進展の挙動を3つの段階に分けて評価した。初めに、実寸法の試験片を用いた実験の測定値を評価した。この実験は、最大応力が生じる部位に、人工的な欠陥を設け、変位制御下で行われた。次に、FEAを用い、負荷されたエルボーの実際の応力分布をシミュレーションした。最後に、FEAデータを用いてJ積分基準の確定論的疲労き裂進展を行い、その結果と実験データを比較した。

論文

3D FEA elastoplastic structural analysis of hypothetically cracked Monju FBR core support structures

Garcia Rodriguez, D.; 松原 慎一郎

Proceedings of 22nd International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-22) (DVD-ROM), 9 Pages, 2014/07

もんじゅ高速増殖炉の炉心支持取付台周辺のき裂の構造的信頼性についてFEAを用いて解析する。解析に用いる3Dシェルモデルは3Dソリッドモデルを用いた炉心支持取付台挙動の解析結果を用いて定める。初めに、弾塑性静的解析において、通常運転状況の下で、全体構造物が炉心支持取付け部すべてを失っても耐えることができることを示す。次に、地震荷重を推定する2倍弾性勾配法は、全周の50%以上のき裂を表現することを保証できることを示す。

論文

In Japan and within the nuclear industry, four years and counting

Garcia Rodriguez, D.

保全学, 12(4), p.45 - 47, 2014/01

私が日本に来てからの4年間で得られた経験について掲載する。2005年に日欧産業協力プログラムで初めて来日し、日立GEニュークリアエネルギーで8か月の研修を受けた。その後、フランス原子力庁(CEA)で博士号を取得し、2010年に日本原子力研究開発機構の職員となり再来日した。この合わせて4年間で得られた日本での経験を国際人の視点から簡単に紹介する。

論文

EMAT simulations based on a two-dimensional FEM coupled electro-mechanical formulation

Garcia Rodriguez, D.; Mihalache, O.; 上田 雅司

Proceedings of 16th International Symposium on Applied Electromagnetics and Mechanics (ISEM 2013), p.219 - 220, 2013/07

This work presents the development of a new approach to EMAT finite element method (FEM) simulations by using a coupled electromagnetic-mechanical equation system. Validation is performed within the limits of the un-coupled equations using commercially available FEM codes. The advantages and drawbacks of the new method versus the traditional un-coupled approach are evaluated for various EMAT time-transient patterns. Numerical FEM analyses using either a sparse direct solver or an iterative one are investigated with both implicit and explicit time integration methods.

論文

R&D in support of ASTRID and JSFR; Cross-analysis and identification of possible areas of cooperation

Devictor, N.*; 近澤 佳隆; Saez, M.*; Rodriguez, G.*; 早船 浩樹

Nuclear Technology, 182(2), p.170 - 186, 2013/05

 被引用回数:1 パーセンタイル:84.29(Nuclear Science & Technology)

CEAと原子力機構は両者ともに実証炉の建設計画を有している。CEAはプール型炉のASTRID、原子力機構はループ型炉のJSFRを炉型として選択しており、本研究では両概念の相互分析を行い両者ともに成立性があり目標を達成しうることを確認した。また、協力項目として設計方針、機器開発、設計・解析手法等広範囲の項目を抽出した。

論文

POOL and LOOP type sodium-cooled fast reactors; Identification of cooperation possibilities

Devictor, N.*; 近澤 佳隆; Saez, M.*; Rodriguez, G.*; 早船 浩樹

Proceedings of 2011 International Congress on Advances in Nuclear Power Plants (ICAPP '11) (CD-ROM), p.664 - 673, 2011/05

CEAと原子力機構の両者はナトリウム冷却炉の商用化を目指して相互に2020年代に実証炉を建設する計画がある。CEAはプール型炉、原子力機構はループ型炉を選択しているが今回相互評価を実施した結果両者とも技術的成立性があり、炉型に依存しない部分について広範囲な技術協力の可能性があることを確認した。

論文

Muon spin rotation measurements of heterogeneous field response in overdoped La$$_{2-x}$$Sr$$_{x}$$CuO$$_{4}$$

MacDougall, G. J.*; Savici, A. T.*; Aczel, A. A.*; Birgeneau, R. J.*; Kim, H.*; Kim, S.-J.*; 伊藤 利充*; Rodriguez, J. A.*; Russo, P. L.*; 植村 泰朋*; et al.

Physical Review B, 81(1), p.014508_1 - 014508_7, 2010/01

 被引用回数:9 パーセンタイル:52.1(Materials Science, Multidisciplinary)

Transverse-field muon spin rotation measurements of overdoped La$$_{2-x}$$Sr$$_{x}$$CuO$$_{4}$$ reveal a large broadening of the local magnetic field distribution in response to applied field, persisting to high temperatures. The field response is approximately Curie-Weiss-like in temperature and is largest for the highest doping investigated. Such behavior is contrary to the canonical Fermi-liquid picture commonly associated with the overdoped cuprates and implies extensive heterogeneity in this region of the phase diagram. A possible explanation for the result lies in regions of staggered magnetization about dopant cations, analogous to what is argued to exist in underdoped systems.

論文

Absence of broken time-reversal symmetry in the pseudogap state of the high temperature La$$_{2-x}$$Sr$$_{x}$$CuO$$_{4}$$ superconductor from muon-spin-relaxation measurements

MacDougall, G. J.*; Aczel, A. A.*; Carlo, J. P.*; 伊藤 利充*; Rodriguez, J.*; Russo, P. L.*; 植村 泰朋*; 脇本 秀一; Luke, G. M.*

Physical Review Letters, 101(1), p.017001_1 - 017001_4, 2008/07

 被引用回数:56 パーセンタイル:9.66(Physics, Multidisciplinary)

銅酸化物高温超伝導体に見られる擬ギャップの起源として、擬ギャップ温度以下で、時間反転対称性の破れた軌道電流パターンを持つ秩序状態が存在することが理論で提唱され、YBCOを用いた中性子回折実験によりその軌道電流から生まれるモーメントに起因すると考えられる磁気ピークが観測されている。本研究では、微小な内部磁場の観測に優れるミュウオンスピン緩和測定を用いて、La$$_{2-x}$$Sr$$_{x}$$CuO$$_{4}$$の組成を最適ドープから過剰ドープまで変化させて軌道電流秩序状態があるかを検証した。その結果、軌道電流秩序状態はすべての組成で存在せず、仮に存在したとしても内部磁場にして0.2G以下であり、中性子で報告されたモーメントの200分の1以下となる。よって、理論で提唱されているような時間反転対称性の破れた軌道電流パターンを持つ秩序状態は存在しないことを示した。

論文

Muon spin rotation study of field-induced magnetism in heavily overdoped La$$_{2-x}$$Sr$$_{x}$$CuO$$_{4}$$

MacDougall, G. J.*; Birgeneau, R. J.*; Kim, H.*; Kim, S.-J.*; Rodriguez, J.*; Russo, P. L.*; Savici, A. T.*; 植村 泰朋*; 脇本 秀一; Wiebe, C. R.*; et al.

Physica B; Condensed Matter, 374-375, p.211 - 214, 2006/03

 被引用回数:4 パーセンタイル:73.82(Physics, Condensed Matter)

高温超伝導体の研究において、単結晶試料育成や化学的ドーピングの困難から、過剰ドープ領域の研究はほとんどなされていなかった。本研究では、世界初となる過剰ドープしたLa$$_{2-x}$$Sr$$_{x}$$CuO$$_{4}$$単結晶の$$mu$$SR実験の結果を報告する。縦磁場$$mu$$SRの結果から、relaxation rateの温度依存性がCurie-Weiss則に従い、そのCurie constantが磁場の関数として$$Cproptoalpha H$$と書かれることが見いだされた。この現象は、内部磁場分布の異常が磁場により誘起されていることを示している。磁場誘起の度合を表す$$alpha$$$$x=0.12$$から既に現れ、過剰ドープ領域の$$x=0.30$$まで単調増加し、ドープ量に依存することがわかった。この磁場誘起による異常な内部磁場分布の原因の解明は、今後の重要な課題である。

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