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余語 覚文*; Lan, Z.*; 有川 安信*; 安部 勇輝*; Mirfayzi, S. R.*; Wei, T.*; 森 隆人*; Golovin, D.*; 早川 岳人*; 岩田 夏弥*; et al.
Physical Review X, 13(1), p.011011_1 - 011011_12, 2023/01
被引用回数：3 パーセンタイル：88.42(Physics, Multidisciplinary)Neutrons are powerful tools for investigating the structure and properties of materials used in science and technology. Recently, laser-driven neutron sources (LDNS) have attracted the attention of different communities, from science to industry, in a variety of applications, including radiography, spectroscopy, security, and medicine. However, the laser-driven ion acceleration mechanism for neutron generation and for establishing the scaling law on the neutron yield is essential to improve the feasibility of LDNS. In this paper, we report the mechanism that accelerates ions with spectra suitable for neutron generation. We show that the neutron yield increases with the fourth power of the laser intensity, resulting in the neutron generation of 
in 
at a maximum, with 
Wcm
, 900 J, 1.5 ps lasers. By installing a "hand-size" moderator, which is specially designed for the LDNS, it is demonstrated that the efficient generation of epithermal (0.1-100 eV) neutrons enables the single-shot analysis of composite materials by neutron resonance transmission analysis (NRTA). We achieve the energy resolution of 2.3% for 5.19-eV neutrons 1.8 m downstream of the LDNS. This leads to the analysis of elements and isotopes within sub-
s times and allows for high-speed nondestructive inspection.
佐藤 志彦; 末木 啓介*; 笹 公和*; 吉川 英樹; 中間 茂雄; 箕輪 はるか*; 阿部 善也*; 中井 泉*; 小野 貴大*; 足立 光司*; et al.
Geochemical Journal, 52(2), p.137 - 143, 2018/00
被引用回数：68 パーセンタイル：97.15(Geochemistry & Geophysics)Two types of radioactive particles have been isolated from environmental samples collected at various distances from the Fukushima Dai-ichi Nuclear Power Station. "Type A" particles are 2-10 m in diameter and display characteristic Cs X-ray emissions when analysed by energy-dispersive X-ray spectrometry (EDS). "Type B" particles are considerably larger, up to 400 m in diameter, with Cs concentrations too low to be detectable by EDS. These larger particles were isolated from the region to the north of the nuclear reactor site, which was contaminated on March 12, 2011. The specific activity of Type B particles is much lower than Type A, and the mean 
Cs
Cs ratios are 
0.93 and 1.04, respectively. The Type B ratio indicates power station Unit 1 as the source, implying that these larger radioactive particles were discharged on March 12. This study found that different type of radioactive particle was released not only on March 15 but also on March 12.
小野 貴大*; 飯澤 勇信*; 阿部 善也*; 中井 泉*; 寺田 靖子*; 佐藤 志彦; 末木 啓介*; 足立 光司*; 五十嵐 康人*
分析化学, 66(4), p.251 - 261, 2017/04
被引用回数：32 パーセンタイル：79.03(Chemistry, Analytical)2011年3月の福島第一原子力発電所事故により、1号機由来の放射性物質が飛来したと考えられる原子力発電所北西地域の土壌から、強放射性の粒子を7点分離した。分離された粒子は100um前後の大きさで歪な形状のものが多く、2号機から放出されたとされる直径数umの球形粒子(Csボール)とは明らかに異なる物理性状を有していた。これらの粒子に対して、大型放射光施設SPring-8において放射光マイクロビームX線を用いた蛍光X線分析、X線吸収端近傍構造分析、X線回折分析を非破壊で適用し、詳細な化学性状を解明した。1号機由来の粒子はCsボールに比べて含有する重金属の種類に富み、特にSrやBaといった還元雰囲気で揮発性が高くなる元素が特徴的に検出され、粒子内で明確な元素の不均一性が見られた。粒子本体はCsボールと同様にケイ酸塩ガラスであったが、Feなど一部の金属元素が濃集した数um程度の結晶性物質を含有していた。これらの粒子は3月1213日に大気中に放出されたものであると考えられ、核燃料と格納容器との熔融がかなり早い段階で進行していたことが示唆された。さらに放出源の推定において、放射性物質自体の化学組成情報が放射能比に代わる新たな指標となることが実証された。
中井 泉*; 永野 哲志; 田口 勇*
アナトリア考古学研究,Vol.2(カマン・カレホユック2), p.15 - 24, 1993/00
当研究室では地下水・岩石相互作用に関する基礎研究の一部として、岩石中の水、鉄及び希土類元素等の化学形の分析を主に分光法により行なっている。このうち顕微赤外分光法は試料中のOH基やH
Oに敏感なため、金属表面の鉄さびの非破壊分析にも適している。本報は、トルコのカマン・カレホユック遺跡出土古代鉄器の自然科学的研究の一部として、顕微赤外分光法及び放射光蛍光X線分析法の適用例を示し、古代の鉄遺物へのこれらの方法の有効性を検討したものである。
鹿園 直基; 飯泉 仁; 石井 三彦; 河原崎 勇記; 丸山 倫夫; 中井 洋大; 数又 幸夫
JAERI-M 86-112, 222 Pages, 1986/08
本年次報告は、原研タンデム,リニアック及びバンデグラフ加速器で、1985年4月1日~1986年3月31日までの間に東海研で行なわれた研究活動をとりまとめたものである。1)加速器運転と開発研究,2)原子及び固体物理,3)材料の放射線損傷,4)核化学,5)核物理,及び6)中性子物理の 6部門にまたがる52編の研究報告,公表された文献,関与した職印及び大学との協力研究のリストを収録している。
石井 裕剛*; 下田 宏*; Bian, Z.*; 中井 俊憲*; 泉 正憲; 森下 喜嗣; 兼平 宜紀*
no journal, ,
新型転換炉ふげん発電所(以下、ふげんという)で進めている拡張現実感技術を用いて解体にかかわる情報を現場において提供する「現場可視化システム」のプロトタイプシステムを開発した。本システムの解体作業への適用性を確認するため、ふげん内にある純水装置室のイオン塔を解体する模擬的なシナリオを作成し、ふげんの現場職員数名に適用して、その有効性を評価した。結果、3D-CADを使用した解体にかかわる情報の提供は、有効であることを確認し、さらに、本プロトタイプシステム上で3D-CADデータを切断する機能やその切断した3D-CADデータを記録・保存していくことは、解体作業の工程を管理していくうえで容易かつ効率的であるということを確認した。
石井 裕剛*; Bian, Z.*; 関山 友輝*; 中井 俊憲*; 下田 宏*; 泉 正憲; 森下 喜嗣
no journal, ,
拡張現実感技術は、原子力発電所の保守作業を効率的かつ安全に実施していくために有効な技術の一つである。本拡張現実感技術を現場での保守作業へ適用させるためには、現場での作業者の位置を同定するトラッキング技術の改善,ユーザインターフェースの改善,システムの有効性の評価とさまざまな技術について検討する必要がある。著者らは、これまでの研究で、これら各種の技術課題についての解決法を検討してきた。本検討の実施状況を報告する。
下田 宏*; 中井 俊憲*; 石井 裕剛*; Bian, Z.*; 泉 正憲; 森下 喜嗣
no journal, ,
新型転換炉ふげん発電所(以下、「ふげん」という)で進めている拡張現実感技術を用いて解体にかかわる情報を現場において提供する「現場可視化システム」のプロトタイプシステムを開発した。本システムの解体作業への適用性を確認するため、ふげん内にある純水装置室のイオン塔を解体する模擬的なシナリオを作成し、被験者による実験を通して、その有効性を評価した。その結果、3D-CADを使用した解体にかかわる情報の提供は、作業員が現場の状況を把握するうえで有効であることを確認し、さらに、本プロトタイプシステム上で3D-CADデータを現場の状況に合わせて更新できる機能は、解体作業の工程を管理していくうえで利便性があるということを確認した。
泉 正憲; 森下 喜嗣; 下田 宏*; 石井 裕剛*; 中井 俊憲*; Bian, Z.*
no journal, ,
新型転換炉ふげん発電所(以下、ふげんという)で進めている拡張現実感技術を用いて解体にかかわる情報を現場において提供する「現場可視化システム」のプロトタイプシステムを開発した。本システムの解体作業への適用性を確認するため、ふげん内にある純水装置室のイオン塔を解体する模擬的なシナリオを作成し、ふげんの現場職員数名に適用して、その有効性を評価した。その結果、3D-CADを使用した解体にかかわる情報の提供は、作業員が現場の状況を把握するうえで有効であることを確認し、さらに、本プロトタイプシステム上で3D-CADデータを現場の状況に合わせて更新できる機能は、解体作業の工程を管理していくうえで利便性があるということを確認した。
小泉 光生; Lee, J.; 伊藤 史哲*; 高橋 時音; 鈴木 敏*; Omer, M.*; 瀬谷 道夫*; 羽島 良一; 静間 俊行; 余語 覚文*; et al.
no journal, ,
Along with the global increase of use of nuclear materials (NMs), growing requirements are development for new effective characterization methods for nuclear material accountancy and technologies to cope with the threat of nuclear terrorism. Non-destructive Assay (NDA) methods are an efficient, quick, and remote way to detect and quantify nuclear materials (NMs). Passive NDA techniques, which are based on radiation measurement, are conventionally used in accountancy for quantification of NMs and in security for detection and identification of NMs. However, they could not be applied to an object with strong radioactivity or in shielding materials. Active NDA techniques are, therefore, considered to be a breakthrough technique to measure such NMs samples by utilizing interrogation particles (such as photons and neutrons). Induced signals by the incident particles (for example, transmitted neutrons) are measured to deduce sample properties. This report overviews two research programs that utilize nuclear photonics technologies for nuclear non-proliferation and security. The research programs carried out by JAEA under collaborations are supported by MEXT (the Ministry of Education, Culture, Sports, Science and Technology of the Japanese government) under the subsidy for "promotion of strengthening nuclear security and the like".
高橋 時音; 小泉 光生; 伊藤 史哲*; Lee, J.; 鈴木 敏*; 弘中 浩太; 余語 覚文*; 有川 安信*; 安部 勇輝*; 西村 博明*; et al.
no journal, ,
The technique of NRTA is based on a neutron time-of-flight (TOF) method. Collimated pulsed neuron beams passing through a sample arrive a neutron detector placed at a distance from the neutron source. The neutron kinetic energy is deduced from the flight time between the neutron generator and the detector. Since the neutron reaction cross section of a nuclide has a characteristic resonance structure, neutrons having the resonance energy are strongly absorbed or scattered by the nuclide in a sample. Resonance dips appeared in the transmission spectrum are analyzed to deduce each nuclide areal density. The resolution of the observed dip strongly depends on the flight path length and the neutron pulse width. To realize a compact NRTA system by shortening the flight path length, a short-pulsed neutron generation is required. A laser-driven neutron source (LDNS), which can generate extremely short pulse neutron beams, is considered to potentially be such a short pulse neutron generator for a compact NRTA system. In addition, because laser light can be transported by mirrors, the laser system of the LDNS can be installed in separated place from an NRTA system which has to be in the nuclear controlled area. This enables maintenance of a laser system to be easy. Also, several analyzing system can be operated parallelly by switching laser path. In this presentation, we will overview a proposal of an application of the LDNS to an NRTA system for nuclear non-proliferation.
余語 覚文*; Mirfayzi, S. R.*; 有川 安信*; 安部 勇輝*; 岩本 晃史*; 早川 岳人*; 小泉 光生; Golovin, D.*; 森 隆人*; Lan, Z.*; et al.
no journal, ,
大阪大学のLFEXレーザー施設において、大強度レーザーを用いたパルス中性子源(LDNS)の開発およびそれを利用した応用研究を進めている。レーザーは、パルス巾が1.5psで、最大出力は、1kJ(1.5
10
Wcmである。開発した中性子源は1cm程度の大きさで、数十マイクロメータに収束したレーザーをターゲットに照射し、それによって生成したMeVもの高速イオン(水素や重水素粒子)を直径5mmのベリリウムに当てて、核反応により中性子を生成するものである。中性子の生成量は、1ショットあたり10
で、この生成量は、入射エネルギーの4乗で増加することが分かった。さらに、生成した中性子を数cmの大きさのモデレータで減速させ、離れた位置に設置した中性子検出器により、中性子発生から検出までの飛行時間を測定するTOF測定を行った。試料を透過させて中性子の減衰を調べる実験を行った結果、核反応の共鳴による減衰の観測に成功した。
余語 覚文*; Lan, Z.*; 早川 岳人*; 有川 安信*; 安部 勇輝*; Mirfayzi, S. R.*; 小泉 光生; 森 隆人*; Wei, T.*; 藤岡 慎介*; et al.
no journal, ,
レーザー駆動中性子源は、高強度レーザーパルスを薄膜の1次ターゲットに集光して、プラズマの作る瞬間的な電場でMeVエネルギーイオン(陽子・重陽子)を発生し、それを2次ターゲット(ベリリウム等)に照射して、短パルスの高速中性子を発生する。2次ターゲットに小型の減速材を取り付けて、パルス熱外中性子を発生し、1.8mのビームラインで飛行時間法によるエネルギースペクトルを分析した。ビームラインに銀(Ag),タンタル(Ta),インジウム(In)の合板を設置したところ、3.81eV (
In), 4.28eV (
Ta), 5.19eV (
Ag)に共鳴吸収によるディップを計測した。これらの共鳴吸収スペクトルは、レーザー1パルスで発生する中性子で計測されたものである。講演では、実験結果の詳細と、将来的なシングルショット分析への応用可能性について議論する。
Lan, Z.*; 余語 覚文*; Mirfayzi, S. R.*; 小泉 光生; 早川 岳人*; 有川 安信*; 安部 勇輝*; Golovin, D.*; 森 隆人*; Wei, T.*; et al.
no journal, ,
Neutron resonance diagnosis technology has been developed on reactors and accelerators for over ten years. By employing neutron beams with high transmittance, it is possible to analyse elementary composition, internal temperature and shock waves of thick objects in a non-destructive way. We developed a new approach to generate short-pulse epithermal neutron beams using relativistic intensity laser for the neutron resonance spectral diagnosis, which is known as Laser-driven Epithermal Neutron Source (LDENS). The neutron resonance measuring experiment was implemented at ILE, Osaka Univ. with peta-watt laser LFEX. The experimental results in 2020 demonstrated that LDENS is applicable for neutron resonance measurement. In 2021 experiments, we developed the system to record neutron spectrum with higher quality. Multiple resonance peaks of various isotopes with different temperature were clearly measured. The presentation will introduce the experimental results and discussions including characteristic evaluation of LDENS and temperature dependency of neutron resonance peaks.
Lan, Z.*; 余語 覚文*; 早川 岳人*; Wei, T.*; 加美山 隆*; 佐藤 博隆*; 有川 安信*; Mirfayzi, R.*; 小泉 光生; 安部 勇輝*; et al.
no journal, ,
Neutron resonance diagnosis technology has been developed worldwide for over ten years. By employing neutron beams with high transmittance, it is possible to measure the resonance spectral of samples in the neutron beam-line. We developed a new approach to generate short pulse epithermal neutron beams using relativistic intensity laser for the neutron resonance spectral diagnosis, which is known as Laser-Driven Epithermal Neutron Source (LDENS). Benefit from highly focused laser, the LDENS can provide high temporal accuracy with a compact volume of the source. Therefore, the minimal change of neutron resonance peaks caused by Doppler broadening effect of atom temperature could be detected via single pulse of LDENS. In experiment, we measured resonance at 4.28eV of a 0,1mm Ta plate with serial temperature points (300K-600K) and another resonance at 5.18eV of an Ag plate was recorded as a reference of the neutron signal. The experimental data shows the feasibility of isotope-discriminating atomic thermometer using a single shot of LDENS. More results will be reported in the presentation.
小泉 光生; 弘中 浩太; Lee, J.; 余語 覚文*; 有川 安信*; 安部 勇輝*; 中井 光男*
no journal, ,
本研究では、レーザー駆動中性子源(LDNS)を用いた中性子共鳴透過分析(NRTA)技術開発の一環として、大阪大学の超高強度レーザーLFEXから発生したパルス中性子に適用できる中性子モデレータ、中性子検出器及び飛行時間測定・分析システムの開発を進めており、開発に関する打ち合わせ、議論、情報交換などを行った。本発表では、今までの研究会から得られた成果を報告する。
Lan, Z.*; Wei, T.*; 早川 岳人*; 加美山 隆*; 佐藤 博隆*; 有川 安信*; Mirfayzi, S. R.*; 小泉 光生; 安部 勇輝*; Morace, A.*; et al.
no journal, ,
A Laser-Driven Neutron Source (LDNS) is a novel neutron that provides neutron beam of ultra-short pulse duration and high flux. This technique would be useful for neutron resonance non-destructive diagnosis application. A demonstration experiment was carried out using an LDNS developed for the LFEX laser of Institute of Laser Engineering, Osaka University. A neutron resonance spectrum was observed with a single laser shot. The technique can be used as a "nuclear thermometer" because the resonance shape is broadened as a function of the sample material temperature.
Lan, Z.*; 早川 岳人*; Wei, T.*; 加美山 隆*; 佐藤 博隆*; 有川 安信*; Mirfayzi, S. R.*; 小泉 光生; 安部 勇輝*; 森 隆人*; et al.
no journal, ,
As a new approach of neutron generation with the ultra-short pulse duration and high flux, a Laser-Driven Neutron Source (LDNS) has been studied. A demonstration experiment of neutron resonance spectroscopy using a LDNS has been performed using the petawatt laser LFEX at the Institute of Laser Engineering, Osaka University. A CD foil target was used for an high-density plasma generation. Neutrons were produced by the impact of the high energy ions on a boron converter. A high-density polyethylene surrounding the boron converter slowed down neutron energy to epithermal temperature. A single shot neutron resonance experiment was carried out at a neutron beam line of 1.8m. The neutron resonance peak at 4.28 eV of Ta was measured with different temperature.
