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論文

Progress of neutron-capture cross-section measurements promoted by ImPACT project at ANNRI in MLF of J-PARC

中村 詔司; 木村 敦; Hales, B. P.; 岩本 修; 芝原 雄司*; 上原 章寛*; 藤井 俊行*

JAEA-Conf 2018-001, p.199 - 203, 2018/12

ImPACTプロジェクトにおいて、長寿命核分裂生成物の中の$$^{135}$$Csについて、その中性子捕獲断面積測定をJ-PARCのMLF施設内に設置されているANNRI装置を用いて進めている。将来の測定のために$$^{79}$$Seサンプルの整備可能性の検討と並行して、安定Se同位体核種について、それらの中性子捕獲断面積測定も進めている。本発表では、放射性$$^{135}$$Cs試料の整備とそれを用いた照射試験、安定Se同位体の断面積測定などについて報告する。

論文

Analysis of $$^{135}$$Cs/$$^{137}$$Cs isotopic ratio for samples used for neutron capture cross section measurement project by thermal ionization mass spectrometry

芝原 雄司*; 上原 章寛*; 藤井 俊行*; 中村 詔司; 木村 敦; Hales, B. P.; 岩本 修

JAEA-Conf 2018-001, p.205 - 210, 2018/12

ImPACT事業の中性子捕獲断面積研究において、$$^{135}$$Cs中性子捕獲断面積測定に使用する試料として$$^{137}$$Cs標準溶液中に含まれる$$^{135}$$Csの利用を考えた。$$^{135}$$Cs試料を定量するためには、$$^{135}$$Csと$$^{137}$$Csの同位体比を高精度で分析する必要がある。そこで、熱イオン化質量分析器(TIMS)を用いて、最初のサンプルとして$$^{137}$$Cs標準溶液の質量分析試験を行なった。分析試験の結果、わずか10Bq(pgオーダー)の$$^{137}$$Cs標準溶液でも$$^{135}$$Csと$$^{137}$$Csの同位体比を0.5%の高精度で導出することができた。

論文

Measurement of the neutron capture cross-section of $$^{133}$$Cs as a part of the ImPACT project

Hales, B. P.; 中村 詔司; 木村 敦; 岩本 修

JAEA-Conf 2017-001, p.199 - 203, 2018/01

As part of the ImPACT project, it is currently planned to measure the neutron cross-section of $$^{135}$$Cs (half-life $$2.3 times 10^6$$ y), a long-lived fission product (LLFP), via neutron time-of-flight (TOF) method at the Japan Proton Accelerator Research Complex (J-PARC). Both $$^{133}$$Cs (natural Cs, stable) and $$^{137}$$Cs (half-life $$30.0$$ y) are unavoidable contaminants in the $$^{135}$$Cs sample. In working towards the measurement of $$^{135}$$Cs, a measurement of non-radioactive $$^{133}$$Cs has been conducted. The neutron capture cross-section of $$^{133}$$Cs in the thermal to epithermal energy region was experimentally measured via neutron TOF method at J-PARC. Measured results show good agreement with JENDL in the energy region below 10 eV.

論文

Research on neutron capture cross sections at J-PARC in ImPACT Project

中村 詔司; 木村 敦; Hales, B. P.; 岩本 修; 津幡 靖宏; 松村 達郎; 芝原 雄司*; 上原 章寛*; 藤井 俊行*

JAEA-Conf 2017-001, p.15 - 22, 2018/01

高レベル放射性廃棄物にかかわる環境負荷低減技術の基礎データとして、長寿命放射性核種の中性子核データが求められている。革新的研究開発推進プログラム(ImPACT)が平成26年10月より開始された。その事業の中の「核反応データ取得(Project 2)」で、原子力機構のプロジェクト研究として"J-PARC/MLF/ANNRIにおける中性子捕獲反応断面積測定研究"を開始した。本プロジェクト研究では、高レベル放射性廃棄物に含まれる長寿命核分裂生成核種(LLFP)のうち、$$^{135}$$Cs(半減期230万年)を選定し、中性子捕獲反応断面積を測定する。$$^{135}$$Csを測定する際には、試料中に化学的に分離できない$$^{137}$$Csが不純物として混在する可能性があり、$$^{135}$$Csのデータを精度よく測定するためには、不純物である$$^{137}$$Csの寄与を分ける必要がある。このために、併せて$$^{137}$$Cs等の同位体核種の中性子捕獲断面積データも測定する。また、試料の入手が困難なLLFP核種のうち$$^{79}$$Seについて、試料整備の可能性検討を行う。本発表では、ImPACT事業における本プロジェクト研究の開発計画の概要について、研究の目的、過去の報告データの現状、全体スケジュールと進捗などと併せて、現時点で得られている成果について発表する。

論文

High-precision mass analysis of RI sample for cross-section measurements

中村 詔司; 芝原 雄司*; 上原 章寛*; 藤井 俊行*; 木村 敦; Hales, B. P.; 岩本 修

KURRI Progress Report 2016, P. 66, 2017/07

ImPACTプロジェクトの分担研究において、放射化法による$$^{135}$$Cs中性子捕獲断面積測定に使用する試料として$$^{137}$$Cs標準溶液中に含まれる$$^{135}$$Csの利用を考えて、$$^{137}$$Cs溶液の高精度の質量分析を行なった。わずか10Bq(pgオーダー)の$$^{137}$$Cs溶液を分析し、不純物として含まれている$$^{135}$$Csを確認するとともに、$$^{135}$$Csと$$^{137}$$Csの同位体比を0.5%の精度で導出することができた。

口頭

ImPACT ProjectにおけるCs同位体の中性子捕獲断面積測定研究,1; 研究開発計画

中村 詔司; 木村 敦; Hales, B. P.; 岩本 修; 津幡 靖宏; 松村 達郎

no journal, , 

高レベル放射性廃棄物にかかわる環境負荷低減技術の基礎データとして、長寿命放射性核種の中性子核データが求められている。高レベル放射性核種に対し低減化、資源化を目指した革新的研究開発推進プログラム(ImPACT)「核変換による高レベル放射性廃棄物の大幅な低減・資源化」事業が平成26年10月より開始され、その事業の中の「核反応データ取得(Project 2)」で、原子力機構の分担研究として「J-PARC/MLF/ANNRIにおける中性子捕獲反応断面積測定研究」を開始した。本研究では、Cs同位体核種、特にCs-135(半減期230万年)の中性子捕獲断面積測定研究を進めている。発表では、分担研究の全体計画、研究項目と進捗について概説する。

口頭

ImPACT ProjectにおけるCs同位体の中性子捕獲断面積測定研究,2; $$^{133}$$Cs中性子捕獲断面積測定

Hales, B. P.; 中村 詔司; 木村 敦; 岩本 修

no journal, , 

J-PARCの物質・生命科学実験施設の大強度中性子を利用して、高レベル放射性廃棄物に含まれる長寿命核分裂生成核種(LLFP)のうち、$$^{135}$$Cs(半減期230万年)の中性子捕獲反応断面積を測定する計画である。更に、$$^{135}$$Csを測定する際に、試料中に化学的に分離できない天然セシウム(及び核分裂生成物)$$^{133}$$Cs及び核分裂生成物質$$^{137}$$Csが不純物として混在する可能性がある。そこで、$$^{135}$$Csのデータを精度よく測定するために、$$^{133}$$Csの断面積測定を実施した。J-PARCの物質・生命科学実験施設ビームラインBL04「ANNRI」を用い、熱領域から熱外領域(約1keV)の中性子エネルギー領域で中性子飛行時間法を用いて$$^{133}$$Csの捕獲断面積を測定した。JENDL-4.0及びENDF/B-VII.1に採用されている共鳴が存在しないことが分かった。得られた中性子捕獲断面積及び共鳴について発表する。

口頭

ImPACT Projectにおける$$^{133}$$Csの中性子捕獲断面積の高精度測定

Hales, B. P.; 中村 詔司; 木村 敦; 岩本 修

no journal, , 

J-PARCの物質・生命科学実験施設(MLF)の大強度中性子を利用して、高レベル放射性廃棄物に含まれる長寿命核分裂生成核種(LLFP)のうち、$$^{135}$$Cs(半減期230万年)の中性子捕獲反応断面積を測定する計画である。$$^{135}$$Csを測定する際に、試料中に化学的に分離できない核分裂生成物$$^{133}$$Cs(安定核種)が不純物として混在する。$$^{135}$$Csのデータを精度よく測定するためには、$$^{133}$$Csの断面積データも精度よく求めておく必要がある。そこでJ-PARC MLFのANNRIを用いて、熱領域から1.5keVまでの中性子エネルギー領域における$$^{133}$$Csの中性子捕獲断面積を飛行時間法で測定した。過去の測定より精度を上げて、かつエネルギー領域を広げて測定データを得ることができた。また、過去の共鳴のミスアサインを確認した。

口頭

J-PARC MLFのANNRIを用いた$$^{133}$$Cs中性子捕獲断面積測定

Hales, B. P.; 中村 詔司; 木村 敦; 岩本 修

no journal, , 

J-PARC MLFのANNRIを用いて、長寿命核分裂生成物である$$^{135}$$Cs(半減期:230万年)の中性子捕獲断面積を飛行時間法で測定する計画を進めている。$$^{135}$$Csの試料に$$^{133}$$Cs(安定・$$^{nat}$$Csの100%)が不純物として存在する。$$^{133}$$Csの断面積データも精度よく求めておく必要がある。J-PARC MLFのANNRIを用いて、熱及び熱外の中性子エネルギー領域における$$^{133}$$Csの中性子捕獲断面積を飛行時間法で測定した。本研究で得られた中性子捕獲断面積データ、共鳴についての知見、及び解析法を発表する。

口頭

Measurements of the $$(n,gamma)$$ cross-section of long-lived fission products as part of the ImPACT Project

Hales, B. P.; 中村 詔司; 木村 敦; 岩本 修

no journal, , 

Nuclear data on the $$(n,gamma)$$ cross-sections of long-lived fission products (LLFPs) is vital for the development of a nuclear transmutation system for the conversion of nuclear waste into stable or more quickly decaying isotopes. As part of the ImPACT Project, research into the $$(n,gamma)$$ cross-sections of the LLFPs $$^{135}$$Cs and $$^{79}$$Se is ongoing, using the neutron time-of-flight (nTOF) method at the ANNRI/MLF/J-PARC facility. nTOF experiments have been conducted to measure the $$(n,gamma)$$ cross-section of stable $$^{133}$$Cs, LLFP $$^{135}$$Cs, and stable $$^{77,78,80}$$Se. (No experiment for LLFP $$^{79}$$Se has yet been conducted.) Analysis of experimental data and the cross-section has been derived for stable $$^{133}$$Cs. Analysis of experimental data is ongoing for LLFP $$^{135}$$Cs, as well as for stable $$^{77,78,80}$$Se. Details of the above experiments and analysis, as well as details on future plans, will be presented.

口頭

LLFP安定核種化・短寿命化のための核変換法の開発,7; J-PARC MLF ANNRIにおけるCs, Se同位体の中性子捕獲反応断面積測定

中村 詔司; 木村 敦; Hales, B. P.; 岩本 修; 芝原 雄司*; 上原 章寛*; 藤井 俊行*

no journal, , 

高レベル放射性廃棄物にかかわる環境負荷低減技術の基礎データとして、長寿命放射性核種の中性子核データが求められている。高レベル放射性核種に対し低減化、資源化を目指した革新的研究開発推進プログラム(ImPACT)事業に係る原子力機構の分担研究として「J-PARC MLF ANNRIにおける中性子捕獲反応断面積測定研究」を進めている。LLFP対象核種(LLFP)の中からCs-135を選択し、その中性子捕獲断面積測定研究を進めている。現在までの中性子捕獲断面積測定の進捗について報告する。

口頭

LLFP安定核種化・短寿命化のための核変換法の開発,8; ImPACT Projectにおける安定Se同位体の中性子捕獲断面積測定

Hales, B. P.; 中村 詔司; 木村 敦; 岩本 修

no journal, , 

ImPACTプロジェクトの分担研究の中で、J-PARC/MLFのANNRI装置を用いて、熱領域から1.5keVまでの中性子エネルギー領域における安定Se同位体($$^{74,76,77,78,80,82}$$Se)の中性子捕獲断面積を飛行時間(TOF)法で系統的に測定した。J-PARCの物質・生命科学実験施設の大強度中性子を利用して、高レベル放射性廃棄物に含まれる長寿命核分裂生成核種(LLFP)のうち、$$^{79}$$Se(半減期33万年)の中性子捕獲反応断面積を測定する計画を検討している。$$^{79}$$Seの測定試料には化学的に分離できないSe同位体が不純物として混在することが予想される。$$^{79}$$Seの断面積データを精度よく測定するためには、安定Se同位体の寄与を差し引くために、安定Se同位体の断面積データを精度良く整備しておく必要がある。本発表では、安定Se同位体のうち主に$$^{78}$$Seについて得られた結果を発表する。

口頭

新たな放射線検出器不感時間

Hales, B. P.; 中村 詔司; 木村 敦; 岩本 修

no journal, , 

時間依存の放射線測定実験では検出器・データ収集系(DAQ)の不感時間を補正する必要がある。これまで広く用いられてきている麻痺型不感時間と非麻痺型不感時間モデルは、検出器で放射線を測定した場合、そこから一定時間は新たな放射線を測定できない(後ろ側に不感時間が発生する)というモデルであった。しかしながら、J-PARC・MLF・ANNRIのGe検出器の新しいDAQシステムにてパルス中性子を用いた飛行時間法(TOF)実験において、これらのモデルでは説明できない現象が観測された。本発表では、この新しい不感時間について、発生のメカニズム、原因及び補正法等について詳細に報告する。

口頭

核変換による高レベル放射性廃棄物の大幅な低減・資源化,4-6; 長寿命核分裂生成核種Cs-135の中性子捕獲反応断面積測定

中村 詔司; 木村 敦; Hales, B. P.; 岩本 修; 芝原 雄司*; 上原 章寛*; 藤井 俊行*

no journal, , 

核変換による高レベル放射性廃棄物の大幅な低減化・資源化を目指した革新的研究開発推進プログラム(ImPACT)において、長寿命核分裂生成核種Cs-135の中性子捕獲断面積測定研究をJ-PARCと京都大学複合原子力科学研究所にて進めてきた。本発表においては、J-PARC MLFのANNRIを用いたCs-135のエネルギー依存の中性子捕獲断面積測定とともに、京大原子炉(KUR)を用いたCs-135の熱中性子捕獲断面積と共鳴積分の測定について報告する。

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