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渡部 浩司*; 佐藤 達彦; Yu, K. N.*; Zivkovic, M.*; Krstic, D.*; Nikezic, D.*; Kim, K. M.*; 山谷 泰賀*; 河地 有木*; 田中 浩基*; et al.
Radiation Protection Dosimetry, 13 Pages, 2023/00
被引用回数：0 パーセンタイル：0.01(Environmental Sciences)DynamicMCは、人体ファントムが単色線源に照射されたときの3次元線量分布を簡単に計算可能なGUIソフトウェアである。従来は、米国産放射線挙動解析コードMCNPと接続して使うよう設計されていた。本研究では、DynamicMCをPHITSと接続して使うように改良し、いくつかの新機能を付加した。具体的な改良点は以下の通りである。(1)単色のみならず放射性同位元素の崩壊により生じる様々なエネルギースペクトルを持つ線源に対応可能とした、(2)臓器吸収線量を計算可能とした、(3)複数の条件に対する平均線量を計算可能とした、(4)遮蔽物の影響を考慮可能とした。本改良により、DynamicMCは放射線防護の研究や教育など様々な目的で利用可能となった。
田中 正暁; 堂田 哲広; 横山 賢治; 森 健郎; 岡島 智史; 橋立 竜太; 矢田 浩基; 大木 繁夫; 宮崎 真之; 高屋 茂
第26回動力・エネルギー技術シンポジウム講演論文集(インターネット), 5 Pages, 2022/07
原子力イノベーションにおいて民間で実施される多様な炉システムの概念検討への支援を目的とし、既往知見を最大限活用した設計最適化や安全評価を実現するAI支援型革新炉ライフサイクル最適化手法「ARKADIA」の開発を開始した。その一部として、設計基準事象までを対象に開発している「ARKADIA-Design」によって実現する、炉心及び炉構造分野での設計検討、並びに保守・保全計画立案に関わる最適化プロセスの具体化検討について報告する。
大島 宏之; 森下 正樹*; 相澤 康介; 安藤 勝訓; 芦田 貴志; 近澤 佳隆; 堂田 哲広; 江沼 康弘; 江連 俊樹; 深野 義隆; et al.
Sodium-cooled Fast Reactors; JSME Series in Thermal and Nuclear Power Generation, Vol.3, 631 Pages, 2022/07
ナトリウム冷却高速炉(SFR: Sodium-cooled Fast Reactor)の歴史や、利点、課題を踏まえた安全性、設計、運用、メンテナンスなどについて解説する。AIを利用した設計手法など、SFRの実用化に向けた設計や研究開発についても述べる。
田中 正暁; 堂田 哲広; 森 健郎; 横山 賢治; 上羽 智之; 岡島 智史; 松下 健太郎; 橋立 竜太; 矢田 浩基
Proceedings of 19th International Topical Meeting on Nuclear Reactor Thermal Hydraulics (NURETH-19) (Internet), 16 Pages, 2022/03
日本原子力研究開発機構では、ARKADIAと呼ぶ原子炉の革新的な設計システムの開発を進めている。ARKADIAは、安全性かつ経済性を高め、脱炭素エネルギー源となる革新的原子炉の設計を実現するものである。最初の開発段階として、設計検討のためのARKADIA-Designと、安全性評価のためのARKADIA-Safetyを開発する。本報告では、ARKADIA-Designに焦点を当て、システムの概念と、マルチレベル解析及びマルチフィジックス解析を実施するための数値解析コードについて説明する。また、解析コードを組み合わせて構築する機能及び妥当性確認としての対象問題についても言及する。
馬場 大海*; 鬼塚 昌彦*; 中尾 稔*; 深堀 麻衣*; 佐藤 達彦; 桜井 良憲*; 田中 浩基*; 遠藤 暁*
Radiation Protection Dosimetry, 143(2-4), p.528 - 532, 2011/02
被引用回数：8 パーセンタイル：53.37(Environmental Sciences)ホウ素中性子捕捉療法(BNCT)治療場における腫瘍細胞及び正常細胞内のエネルギー付与分布の評価は、その治療効果推定のために不可欠である。そこで、京都大学原子炉実験所のBNCT治療場において、腫瘍細胞及び正常細胞を模擬した2種類の組織等価比例計数管(TEPC)を用いて、その付与エネルギー分布を測定した。得られた結果と、PHITSのマイクロドジメトリ計算機能を用いて計算した微少領域内付与エネルギー分布を比較したところ、両者は、比較的よく一致することが判明した。このことから、PHITSは、BNCTの治療場設計のために極めて有用なツールであることがわかった。
中村 龍也; 田中 浩基; 山岸 秀志; 曽山 和彦; 相澤 一也; 越智 敦彦*; 谷森 達*
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 573(1-2), p.187 - 190, 2007/04
被引用回数：9 パーセンタイル：56.38(Instruments & Instrumentation)大強度パルス中性子源を用いた中性子散乱実験では高位置,高時間分解能を有する二次元中性子ガス検出器が必要不可欠である。われわれは二次元ガス検出器の各信号チャンネルすべてを個別に読み出し高速デジタル信号処理を行う検出器システムを開発した。検出素子としてマルチワイア、あるいはマイクロストリップを用いた検出器システムについてコリメートした冷中性子ビームを用いて性能評価試験を行った。マルチワイア素子では6atm He30% CF
混合ガス条件において1.5mmの位置分解能と約100nsの時間分解能を有することを確認した。また、マイクロストリップ素子においても同様の試験を8気圧までのガス条件において行ったのでそれらの試験結果について発表する。
田中 浩基; 中村 龍也; 山岸 秀志; 曽山 和彦; 相澤 一也
JAEA-Research 2006-014, 17 Pages, 2006/03
JAEA-Research-2006-014.pdf:1.3MB
大強度パルス中性子に対応した位置敏感型中性子ガス検出器が必要とされている。特に高速
1
s,高位置分解能1mm,高効率
80%(for thermal neutron)といった性能を満たすためにわれわれは個別読み出し型マイクロストリップガス検出器の開発を行ってきた。本稿では個別読み出し方式による位置分解能評価シミュレーションの構築・実験値との比較を行うことを目的とした。このシミュレーションは中性子ビームの形状とガス条件から位置分解能を評価することができ、中性子ビームを用いた実験値と良い一致を示した。また位置分解能とピークカウント数の均一性について併せて報告する。
田中 浩基; 山岸 秀志; 中村 龍也; 曽山 和彦; 相澤 一也
JAERI-Research 2005-010, 16 Pages, 2005/04
JAERI-Research-2005-010.pdf:3.39MB
大強度パルス中性子源を用いた中性子散乱実験用次世代中性子検出器として個別読み出し型中性子ガス検出器の開発を行った。本検出システムでは分光器ごとに異なる要求性能(計数率,効率,n/
比,位置分解能,大面積化等)に対して検出素子を適切に選択することで柔軟に対応することが可能である。検出素子としてMWPCを用いた場合の本システムの中性子検出器基礎特性及び二次元イメージングの性能試験を行った。ガス条件を5atm 30% C
H
(0.26atm 
He)としたときにガスゲイン450で長時間安定に動作し、中性子ビームサイズを考慮した位置分解能は陰極及びバックストリップの方向で1.4, 1.6mm(FWHM)であった。また検出素子の有感領域内における検出効率の均一性は最適アンプ閾値において良好であることを確認した。
He for neutron detection中村 龍也; 正岡 聖; 山岸 秀志; 田中 浩基; 曽山 和彦; 相澤 一也
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 539(1-2), p.363 - 371, 2005/02
被引用回数：0 パーセンタイル：0.01(Instruments & Instrumentation)キャピラリープレートは直径100ミクロン程度の多数のガラス細孔を持つ薄型ガラスプレートでありプレート上下電極に適度な電圧を印加することでガス増幅素子として機能する。本論文ではこのキャピラリープレートを中性子用のカウンタとして、あるいは、位置検出型中性子検出器用の前段ガス増幅素子として応用することを目的とし高ガス圧ヘリウム3コンバータガス中におけるキャピラリープレートの動作特性試験を行った。その結果、キャピラリープレートは6気圧5%エタンの混合ガス条件下においても
以上のガスゲインを有し中性子検出用のガス増幅素子として使用可能であることを確認した。また、信号出力の立ち上がり時間が中性子捕獲反応の結果生じる二次粒子(プロトン,トリトン)の射出方向、及びトラック長に依存することを明らかにし、位置検出型中性子検出器の位置分解能を向上するために本時間情報が利用可能であることを示した。
LiFシンチレータ,MSGCガス検出器の開発中村 龍也; 片桐 政樹; 山岸 秀志; 田中 浩基; 坂佐井 馨; 曽山 和彦
波紋, 15(1), p.67 - 73, 2005/01
本報では原研で開発を進めている高位置分解能二次元ZnS/LiFシンチレータ及びMSGCガス検出器に焦点を絞りこれまでの研究開発成果及び今後の展開について述べた。ZnS/LiFシンチレータ検出器の開発においては中性子有感シンチレータ/波長シフトファイバ構造の試作検出器により0.6, 0.7mm(各x,y)の位置分解能を有することを確認した。また、ガス検出器開発では独自開発した個別読み出し型検出器システムの動作確認をMWPC素子を用いて行った結果、本システムが位置分解能0.9, 1.4mm(各x,y),良好なn/弁別能を有することを確認した。
田中 浩基; 中村 龍也; 山岸 秀志; 曽山 和彦; 相澤 一也; 越智 敦彦*; 谷森 達*
no journal, ,
J-PARCにおける物質・生命科学実験での中性子散乱実験施設では高性能中性子位置検出器が必要とされている。中性子散乱からのブラッグピークの位置及び強度を精度よく測定するためには高い位置分解能と優れた位置線形性が必要となる。さらに大強度パルス中性子を用いた場合には高速応答性能が必要となる。われわれは上記の性能を満たすために個別読み出し型二次元ガス中性子の開発を進めてきた。この学会ではマイクロストリップ検出素子を用いたシステムの位置分解能性能と位置線形性の評価について発表を行う。精度の良い測定を行うために0.2
10mm
にコリメートした中性子ビームを用いた結果、典型的なガス条件でx, y両方向において位置分解能1mm以下を達成した。また中性子の入射位置と実測位置との良い線形性(
0.5% at full scale)を確認することができた。
山岸 秀志; 中村 龍也; 田中 浩基; 曽山 和彦; 相澤 一也; 越智 敦彦*; 谷森 達*
no journal, ,
パルス中性子源を用いた中性子散乱実験用としての二次元位置検出型中性子検出器には、高位置分解能,高い検出効率及び長期安定性が求められることは勿論であるが、さらに、広いエネルギーを有した中性子をTOF法により計測するため、高速性及び高い(中性子/線)比の性能が要求される。このため、われわれはMSGC素子を用いた個別読出し型の二次元中性子ガス検出器システムの開発を進め、今回、検出器システムを試作した(1, 2, 3)。中性子散乱実験用の二次元位置検出型中性子検出器には上記に示したようなさまざまな性能が要求されるが、実用機ではそれらすべての要求性能がクリアされていなければならない。このため、位置検出分解能の実験評価に引き続き、その他の性能試験として中性子ビームのプロファイル測定及び(中性子/線)比性能等を評価したのでこれらの結果について紹介する。
山岸 秀志; 中村 龍也; 曽山 和彦; 相澤 一也; 田中 浩基*; 谷森 達*
no journal, ,
J-PARCのパルス中性子源を用いた中性子散乱実験用として、高位置分解能,高い検出効率,高速性及び長期安定性等を有した高性能二次元中性子検出器の開発が求められている。このため、われわれはこれまでに個別信号読出し型のMWPC及びMSGC検出器システムの開発を行った。上記検出器システムの開発成果をもとに、マイクロピクセル型(MPGC)素子を搭載した二次元中性子ガス検出器を開発した。今回、MPGC素子を用いた個別読出し型二次元中性子ガス検出器システム(MPGCシステム)を試作し、その性能試験として、細い中性子ビームを用いて位置検出分解能を測定評価した。性能測定試験の結果、MPGCシステムはガスゲインの変化もほとんどなく、安定に作動することを確認できた。FWHMで定義した中性子位置検出分解能はアノード方向及びカソード方向とも素子中央において2.3mmが得られた。中性子ビーム入射位置を変えたほかの4点のFWHMでも大きな差異はなかった。これらの測定結果からMPGCシステムは有感面全体で位置歪がほとんどなく良好な位置分解能を有し、中性子イメージ計測に使用できることが確認できた。
小玉 翔平*; 黒澤 俊介*; 森下 祐樹; 宇佐美 博士; 林 真照*; 田中 浩基*; 吉野 将生*; 鎌田 圭*; 吉川 彰*; 鳥居 建男
no journal, ,
福島第一原子力発電所の廃炉に向け、長尺光ファイバーと赤色発光シンチレータを用いた放射線の遠隔測定技術の開発および使用シンチレータの選定について検討した。従来から検討されているルビーシンチレータと、われわれが開発した新規材料であるセシウム・ハフニウム沃化物をプローブとして用い、京都大学複合原子力科学研究所・コバルト60ガンマ線照射装置にて光ファイバーでの光読み出し試験を行った。シンチレーション光はSi-フォト・ダイオードまたはCCD分光器を用いて検出を行い、空間線量率と信号強度の線形性を評価した結果、すべてのシンチレータ・検出器の組み合わせで線形性が確認できた。
田中 正暁; 堂田 哲広; 横山 賢治; 森 健郎; 岡島 智史; 橋立 竜太; 矢田 浩基; 大木 繁夫; 宮崎 真之; 高屋 茂
no journal, ,
設計最適化プロセスを支援するツールARKADIA-Designを開発している。前報の開発計画に従い、関連する機能の異なる複数の解析コードを連成させた解析評価手法の整備を進め、炉心設計及び炉構造設計、並びに保全に関わる最適化プロセスの具体化検討の進捗について報告する。
石川 諒尚; 渡辺 賢一*; 吉橋 幸子*; 瓜谷 章*; 田中 浩基*; 櫻井 良憲*; 増田 明彦*
no journal, ,
ホウ素中性子補足療法(BNCT)は、中性子線を利用した新たながん治療法である。我々は、BNCTで用いられる高強度中性子場におけるリアルタイム中性子モニタとして、光ファイバ型中性子検出器の開発に取り組んできた。本検出器は、約10m以上の光ファイバを用いて先端の有感部から後続の光検出器へ信号を伝送するため、高線量場でも故障のリスクが小さく、また、有感部の直径は約2mm程度であるため、ビームデバイスなどが複雑に配置された加速器中性子源周囲などの狭所においても測定が可能である。これまでの研究で、測定する場で見込まれる中性子強度に応じた中性子感度の制御手法を確立し、最大約2Mcpsの計数率まで応答の出力線形性が得られること、簡単な波高値弁別により中性子場に混在する線による偽計数率を抑制できること、高強度の中性子照射を行っても劣化による計測結果への重篤な影響を生じないことなどを明らかにしてきた。本発表では、これらの研究成果を発表するとともに、本検出器を用いた測定時に使用するGUI版リアルタイム解析ソフトの開発や、本検出器に用いる超小型中性子シンチレータの形状制御に向けた検討について発表を行う。
線イメージング検出器による線と他の放射線の弁別手法の開発森下 祐樹; 佐川 直貴; 藤澤 真; 黒澤 俊介*; 笹野 理*; 林 真照*; 田中 浩基*
no journal, ,
電子増倍型冷却CCDカメラ(EMCCD)カメラを使用して開発した高分解能線イメージング検出器に対するさまざまな種類の放射線の影響を調べた。この線イメージング検出器は元々、
線、線、中性子などの他の種類の放射線が存在する現場でプルトニウム酸化物粒子を可視化するために開発された。本研究の目的は、このイメージング検出器を用いて、線と他の放射線を識別する方法を開発することである。線、線、線、中性子の測定を行い、EMCCDカメラのセンサーが自体が線や中性子線に感度を有することが分かった。線との識別方法は画像処理によって行った。画像の画素値を2値化し、ガウシアンフィルタを適用して線のスポットの数をカウントした。その結果、強度の違いを利用して線と線(中性子)を識別できることを示した。本研究は、廃炉現場等における多様な放射線の混在場で線を弁別計測するのに有効と考えられる。
森下 祐樹; 佐川 直貴; 藤澤 真; 黒澤 俊介*; 笹野 理*; 林 真照*; 田中 浩基*
no journal, ,
この研究では、電子増倍電荷結合素子(EMCCD)カメラを使用して開発された高解像度アルファ イメージャに対するさまざまな種類の放射線の影響を報告する。このイメージャは元々、ベータ粒子、ガンマ線、中性子などの他の種類の放射線も存在する廃止措置現場でPu酸化物粒子を可視化するために設計された。研究の目的は、これらの放射線がイメージャに及ぼす影響を確認し、アルファ粒子と他の放射線を区別する方法を開発することである。アルファ粒子、ベータ粒子、ガンマ線、中性子の測定を行った。識別方法は画像分布の特性に基づいており、画像値を2値化し、ガウスフィルターを適用してアルファ粒子スポットの数をカウントした。この結果は、強度の違いを利用してアルファ線とガンマ線(中性子)を区別できることを示している。この研究は、廃炉現場における放射線検出技術の開発に重要な情報を提供する。
田中 正暁; 堂田 哲広; 浜瀬 枝里菜; 桑垣 一紀; 森 健郎; 岡島 智史; 菊地 紀宏; 橋立 竜太; 矢田 浩基; 横山 賢治; et al.
no journal, ,
原子力機構では、高速炉を含む革新的原子炉システムの設計最適化支援ツール「ARKADIA-Design」の開発を行っている。本報では、ARKADIA-Designにおいて進めてきた炉心設計及び炉構造設計、並びに保全に関わる点検工程の最適化プロセス実装に係る達成状況と今後の開発課題について報告する。
