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論文

Development and application of a $$^3$$He neutron spin filter at J-PARC

奥平 琢也; 奥 隆之; 猪野 隆*; 林田 洋寿*; 吉良 弘*; 酒井 健二; 廣井 孝介; 高橋 慎吾*; 相澤 一也; 遠藤 仁*; et al.

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 977, p.164301_1 - 164301_8, 2020/10

 被引用回数:4 パーセンタイル:76.41(Instruments & Instrumentation)

We are developing a neutron polarizer with polarized $$^3$$He gas, referred to as a $$^3$$He spin filter, based on the Spin Exchange Optical Pumping (SEOP) for polarized neutron scattering experiments at Materials and Life Science Experimental Facility (MLF) of Japan Proton Accelerator Research Complex (J-PARC). A $$^3$$He gas-filling station was constructed at J-PARC, and several $$^3$$He cells with long spin relaxation times have been fabricated using the gas-filling station. A laboratory has been prepared in the MLF beam hall for polarizing $$^3$$He cells, and compact pumping systems with laser powers of 30 W and 110 W, which can be installed onto a neutron beamline, have been developed. A $$^3$$He polarization of 85% was achieved at a neutron beamline by using the pumping system with the 110 W laser. Recently, the first user experiment utilizing the $$^3$$He spin filter was conducted, and there have been several more since then. The development and utilization of $$^3$$He spin filters at MLF of J-PARC are reported.

論文

Measurement of the angular distribution of $$gamma$$-rays after neutron capture by $$^{139}$$La for a T-violation search

奥平 琢也; 清水 裕彦*; 北口 雅暁*; 広田 克也*; Haddock, C. C.*; 伊藤 維久也*; 山本 知樹*; 遠藤 駿典*; 石崎 貢平*; 佐藤 匠*; et al.

EPJ Web of Conferences, 219, p.09001_1 - 09001_6, 2019/12

原子核が熱外中性子を共鳴吸収する反応において、弱い相互作用起因のパリティ対称性の破れが核子間相互作用の最大10$$^{6}$$倍増幅される現象が観測されている。この反応では時間反転対称性の破れにも同様の増幅効果があることが理論的に予言されており、全く新しい手法で未知の時間反転対称性の破れを世界最高感度で探索できる可能性がある。しかし、その増幅率は全ての核種で未知であり、この手法がもつ可能性を具体的に議論できていなかった。本研究ではJ-PARC, MLF, BL04のGe検出器群を用いて、$$^{139}$$La(n,$$gamma$$)反応の角度分布測定を行い、世界で初めて$$^{139}$$Laで時間反転対称性の破れの増幅率を求めることに成功した。この結果を用いて、実験に必要な測定時間を見積もると、偏極率40%のLa核偏極技術、偏極率70%, 79atm・cmの$$^3$$He Spin Filterを用意すれば、1.4日の測定で世界最高感度で時間反転対称性の破れ探索実験が可能であることが判明した。現在原子力機構では高性能な$$^3$$He Spin Filterの開発を行なっており、本発表では$$gamma$$線の角度分布測定の結果、及び共用ビームラインに適用するための$$^3$$He Spin Filterの開発の現状について発表する。

論文

Design of neutron beamline for fundamental physics at J-PARC BL05

三島 賢二*; 猪野 隆*; 酒井 健二; 篠原 武尚; 広田 克也*; 池田 一昭*; 佐藤 広海*; 大竹 淑恵*; 大森 整*; 武藤 豪*; et al.

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 600, p.342 - 345, 2009/02

 被引用回数:24 パーセンタイル:85.38(Instruments & Instrumentation)

J-PARC、物質$$cdot$$生命科学実験施設(MLF)のBL05ポートに基礎物理実験のための新しいビームラインを建設している。このビームラインは中性子光学の高度な技術を駆使して設計されており、NOP(Neutron Optics and Physics)と名づけられている。中性子モデレータから供給される中性子ビームは、マルチチャンネルのスーパーミラーで曲げられ、低発散, 高強度, 高偏極という3本の特徴あるビームブランチに分岐された後、実験エリアに引き出され、中性子干渉, 散乱, 崩壊という基礎物理実験に各々利用される。本研究では、モンテカルロシミュレーションコードである"PHITS"を使って中性子光学素子構成及び遮蔽設計の最適化を実施し、低発散ブランチで$$9.2 times 10^5/$$cm$$^2/mu$$str$$/$$s$$/$$MW、高強度ブランチで$$1.2 times 10^9/$$cm$$^2/$$s$$/$$MW、高偏極ブランチではビーム偏極率99.8%を保った状態で$$4.0 times 10^8/$$cm$$^2/$$s$$/$$MWのビーム強度を得ることができるという評価結果を得た。

論文

Development of $$^{241}$$Am lung monitoring system using an imaging plate

廣田 昌大*; 栗原 治; 高田 千恵; 高崎 浩司; 百瀬 琢麿; 出路 静彦*; 伊藤 茂樹*; 佐瀬 卓也*; 西澤 邦秀*

Health Physics, 93(1), p.28 - 35, 2007/07

 被引用回数:4 パーセンタイル:33.11(Environmental Sciences)

イメージングプレートシステムを使用する遮へいを使わない新しい$$^{241}$$Am肺モニタリングシステムが考案された。$$^{241}$$Am肺を含むローレンス・リバモア国立研究所の実際的な胴体ファントムは遮光袋に入れられたイメージングプレートによって覆われた。イメージングプレートシステムは胴体ファントムの肺形の特徴を示す$$^{241}$$Am肺画像を表した。60分間の照射による14Bq及び300分間で6Bqのイメージングプレートシステムの低い検出限界は、遮へいされた部屋にあるホスウィッチ検出器及びゲルマニウム検出器の検出限界と同じレベルであった。60分の照射のイメージングプレートシステムは$$^{241}$$Am吸入による740Bqの年間の限度の約2%を検出した。イメージングプレートを使った肺モニタリングシステムは、$$^{241}$$Am肺モニタリングに適用可能である。

論文

Research activities for development of CTBT-related technologies in JAERI

篠原 伸夫; 浅野 善江; 広田 直樹*; 伯耆田 貴憲; 井上 洋司; 熊田 政弘; 中原 嘉則*; 小田 哲三*; 打越 貴子*; 山本 洋一

Proceedings of International Conference on Nuclear Energy System for Future Generation and Global Sustainability (GLOBAL 2005) (CD-ROM), 3 Pages, 2005/10

本国際会議では、包括的核実験禁止条約(CTBT)検証体制に関連する原研の研究活動を報告する。その主題は、(1)CTBT検証制度の概要,(2)沖縄放射性核種監視観測所RN37,高崎放射性核種監視観測所RN38並びに東海実験施設RL11の整備及び運用,(3)放射性核種データのための国内データセンター(JAERI NDC)の整備である。RN38はCTBT機関/準備委員会によって認証され、毎日観測データを国際データセンター(IDC)に送っている。RN37及びRL11では、基盤整備と運用マニュアルを整備中である。JAERI NDCでは、世界中の観測所で測定されたデータをIDCから受信して試験的に解析評価するとともに、核実験あるいは原子力事故に対応するための大気拡散モデルコード(WSPEEDI: Worldwide Version of System for Prediction of Environmental Emergency Dose Information)を用いた放出源情報推定のためのシステム開発を行っている。

論文

原研におけるCTBT関連技術開発研究の状況

篠原 伸夫; 井上 洋司; 打越 貴子*; 小田 哲三*; 熊田 政弘; 黒沢 義昭; 広田 直樹*; 伯耆田 貴憲; 中原 嘉則*; 山本 洋一

第25回核物質管理学会日本支部年次大会論文集, p.51 - 58, 2005/00

原研は、核兵器を究極的に廃絶し、原子力の平和利用を推進する国の基本的な政策に基づき、包括的核実験禁止条約(CTBT)に関して、条約遵守を検証するための国際・国内体制のうち放射性核種にかかわる施設・システム等の整備・開発を行っている。条約議定書に記載された国際監視システム(IMS)のうち、原研では沖縄監視観測所(RN37),高崎監視観測所(RN38),東海公認実験施設(RL11)、及び国内データセンター(NDC)にかかわる技術開発研究と整備・運用を行っている。本発表では、原研におけるCTBT検証制度に関連する核不拡散技術開発研究の状況について報告する。発表の主題は、(1)CTBT検証制度の概要,(2)RN37, RN38並びにRL11の整備及び運用,(3)放射性核種データのためのNDCの整備である。このうちNDCでは、国際データセンター(IDC)から世界中の観測所で測定されたデータを受信して試験的に解析評価するとともに、大気拡散モデルコード(WSPEEDI: Worldwide Version of System for Prediction of Environmental Emergency Dose Information)を用いた放出源情報推定のためのシステム開発を行っている。

報告書

Recent status of research activities for development of CTBT-related technologies in JAERI

広田 直樹*; 伯耆田 貴憲; 井上 洋司; 熊田 政弘; 黒沢 義昭; 宮本 ユタカ; 中原 嘉則; 小田 哲三; 篠原 伸夫; 打越 貴子*; et al.

JAERI-Review 2003-021, 68 Pages, 2003/08

JAERI-Review-2003-021.pdf:9.73MB

本報告書は、包括的核実験禁止条約(CTBT)検証制度に関連する放射性核種データ解析研究グループの研究活動について述べたものである。本報告書の主題は、(1) CTBT検証制度の概要,(2) 放射性核種データの為の国内データセンターの準備,(3) 日本における高崎と沖縄の放射性核種監視観測所及び東海の公認実験施設の建設・運用である。また当グループは既に公認実験施設のための国際比較試験への参加を果たしており、本報告書にはその試験結果を示す。さらにCTBT関連技術の環境研究への科学的応用についても言及している。

論文

CTBT検証のための原研国内データセンター(NDC)の現状

山本 洋一; 伯耆田 貴憲; 広田 直樹*; 小田 哲三; 中原 嘉則; 熊田 政弘; 井上 洋司; 打越 貴子*; 篠原 伸夫; 臼田 重和

第23回核物質管理学会日本支部年次大会論文集, p.53 - 60, 2002/12

日本原子力研究所では、包括的核実験禁止条約(CTBT)にかかわる国際監視制度の一環として、放射性核種関連の国内データセンター(NDC)の整備を行ってきた。原研NDCでは、放射性核種監視観測所から得られた$$gamma$$線スペクトルデータ及び国際データセンター(IDC)によるデータ解析レポートの記録と管理を既に行っている。さらに、原研NDCとして独自の解析を行い、核実験由来核種存在の有無の評価や存在する場合の放出源推定等を実施すると共に、許可されたユーザーに対してはインターネットを介してデータや解析結果等を公開するシステムを構築中である。本発表では、原研NDCの役割と現在までの整備状況,今後の計画等について報告する。

論文

CTBT国際検証体制整備の現状と課題

小田 哲三; 熊田 政弘; 中原 嘉則; 山本 洋一; 伯耆田 貴憲; 広田 直樹*; 打越 貴子*; 井上 洋司; 篠原 伸夫

第23回核物質管理学会日本支部年次大会論文集, p.29 - 37, 2002/12

包括的核実験禁止条約(CTBT:Comprehensive nuclear Test-Ban Treaty)は、核兵器廃絶の重要なステップとして、全ての核実験を禁止するとともに、国際監視システムによる検証活動と現地査察など、核爆発の事実を確認する仕組みを規定することにより、核兵器の拡散防止を目指すものである。本条約は1996年9月24日、署名開放され(2002年6月29現在、署名国は165ヶ国,批准国は93ヶ国)、条約に規定された国際検証体制の構築を行うため、署名国をメンバーとしたCTBT機関準備委員会(PrepCom)が設立されている。現在の組織は、最高意志決定機関であるプレナリー会合(年3回)及び常設執行機関として暫定技術事務局(PTS)があり、また、整備・運営計画を検討しPrepComへの報告及び勧告を行う作業部会A(WGA:行財政担当),作業部会B(WGB:検証技術担当)及び諮問委員会(非公開)が開催されている。さらに詳細な技術的議論のため、非公式ワークショップ等が随時開かれている。本報告では、PrepComの概要とマンデート,国際検証体制整備の現状及び課題,今後の活動にかかる方向性等について述べる。

論文

CTBT検証体制における放射性核種監視観測所

熊田 政弘; 小田 哲三; 宮本 ユタカ; 打越 貴子*; 中原 嘉則; 山本 洋一; 伯耆田 貴憲; 広田 直樹*; 井上 洋司; 篠原 伸夫

第23回核物質管理学会日本支部年次大会論文集, p.39 - 44, 2002/12

CTBT検証体制では、大気中,水中、及び地中における核爆発の有無を監視するため、世界中に321カ所の観測所を設け、国際監視網を構築することとしている。監視網では、地震,微気圧変動,水中音響及び放射性核種の4つの監視技術が用いられる。このうち、放射性核種監視観測所は世界中に80カ所設けられ、大気粒子をフィルター上に捕集して試料の$$gamma$$線計測を行う。観測所は、一定の技術基準を満たすことによりCTBT機関により認証を受けた後、機関との契約に基づいて、観測網の一部を担うことになっている。また、80カ所の観測所のうち、半数の40カ所には大気放射性希ガス自動計測装置が設置される。原研では、日本に設置される2つの放射性核種監視観測所(群馬県高崎市,沖縄県国頭郡)の設置を進めており、本発表では、観測所設置の現状、及び放射性核種監視観測所の性能等について報告する。

論文

JAERI-Tokai radionuclide laboratory in CTBT verfication regime

篠原 伸夫; 山本 洋一; 井上 洋司; 熊田 政弘; 小田 哲三; 打越 貴子*; 伯耆田 貴憲; 広田 直樹*; 中原 嘉則; 臼田 重和

第23回核物質管理学会日本支部年次大会論文集, p.45 - 52, 2002/12

CTBT放射性核種公認実験施設は、放射性核種観測所の支援をその役割とし、大気粒子補集フィルター試料等について、観測所の品質管理のための測定,核爆発起源のFP核種の有無を検証するための詳細測定等を行う。原研東海は、全世界16ヶ所の実験施設の一つとして条約議定書に記載されており、現在、認証の一環としてCTBT機関が主催する国際相互比較試験に参加するとともに認証に必要な実験施設の整備を行っている。本発表では、公認実験施設の役割,同施設の技術的要件等について報告するとともに、国際比較試験結果にも言及する。

口頭

肺内$$^{239}$$Pu分布のイメージング

廣田 昌大; 栗原 治; 高田 千恵; 高崎 浩司; 百瀬 琢麿; 出路 静彦*; 伊藤 茂樹*; 佐瀬 卓也*; 西澤 邦秀*

no journal, , 

自然放射線遮蔽用鉄室内において、肺部に180kBqの$$^{239}$$Puを有する人体胴ファントムの前面に35cm$$times$$43cmのBAS-MSイメージングプレート(IP)を密着させて照射したところ、照射時間が2.5時間以上で$$^{239}$$Puの分布を反映した肺画像を取得することができた。画像は、汚染の有無を判断するうえで十分に明瞭であった。照射時間が1時間では視認可能な画像は得られなかったものの、画像を解析することによってバックグラウンドより有意に高い計数を得ることができた。IPの肺内$$^{239}$$Puに対する検出下限は、照射時間が1, 2.5, 4, 8, 12時間のときそれぞれ2563, 1873, 925, 393, 277Bqであった。Ge検出器の肺内$$^{239}$$Puに対する検出下限は、測定時間が30分で3500Bqと報告されている。IPの検出下限は、Ge検出器の検出下限と同レベル以下であったが、$$^{239}$$Puの年摂取限度に相当する肺沈着量130Bqよりも高いことから、さらに低下させる必要がある。

口頭

イメージングプレートによる肺内$$^{239}$$Pu分布の画像化

廣田 昌大; 栗原 治; 高田 千恵; 高崎 浩司; 百瀬 琢麿; 出路 静彦*; 伊藤 茂樹*; 佐瀬 卓也*; 西澤 邦秀*

no journal, , 

イメージングプレートを用いて、人体胴ファントムの肺内に分布する$$^{239}Pu$$の画像化に、世界で初めて成功した。これによって、画像で汚染位置を特定した後、定量測定を行うことができるため、より正確なモニタリングが期待できる。IPの肺内$$^{239}Pu$$に対する検出下限は、照射時間が1, 2.5, 4, 8, 12時間のときそれぞれ1666, 1500, 927, 349、及び245Bqであった。検出下限は、従来肺モニタリングに使用されてきたGe検出器と同レベル以下であったが、$$^{239}Pu$$の年摂取限度に相当する肺沈着量130Bq(酸化Pu)及び30Bq(その他)よりも高かった。検出下限をさらに低くする方法を検討する必要がある。

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