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論文

保健物理の最新動向と原子力安全

飯本 武志*; 嶋田 和真; 橋本 周; 永井 晴康; 芳原 新也*; 村上 健太*

日本原子力学会誌ATOMO$$Sigma$$, 66(7), p.356 - 360, 2024/07

https://doi.org/10.3327/jaesjb.66.7_356

保健物理分野における最近の研究成果や放射線防護にかかる国内外における議論の動向を整理しつつ、原子力安全に直結する短期的、中長期的な課題を抽出した。特に防災や緊急時対応に関連の深い、原子力施設における平常時および事故時の安全管理と被ばくの評価について、オフサイトとオンサイトの両方の観点から、保健物理・環境科学部会と原子力安全部会の連携協力の下、情報を共有し議論を深めた。

論文

Reactor noise analysis for a graphite-moderated and -reflected core in KUCA

左近 敦士*; 中嶋 國弘*; 高橋 和暉*; 芳原 新也*; 佐野 忠史*; 深谷 裕司; 橋本 憲吾*

EPJ Web of Conferences, 247, p.09009_1 - 09009_8, 2021/02

https://doi.org/10.1051/epjconf/202124709009

黒鉛反射熱中性子炉では、燃料領域から遠くに配置された検出器であっても、ある程度の相関振幅を検出する可能性がある。これは、黒鉛中の中性子の平均自由行程が水やポリエチレンよりも長いためである。そこで、本研究の目的は、原子炉騒音分析のためのグラファイト反射器への中性子検出器配置の高い柔軟性を実験的に確認することである。京都大学臨界集会(KUCA)の黒鉛減速反射炉心において炉雑音解析を実施した。BF$$_{3}$$比例中性子計数管(直径1インチ)を黒鉛反射領域に配置し、検出器を炉心からそれぞれ約35cmと30cmの厚さの黒鉛で隔離した。臨界状態と未臨界状態で、検出器からの時系列信号データを取得し、高速フーリエ変換(FFT)アナライザーにより分析し、周波数領域でのパワースペクトル密度を取得した。炉心から遠く離れた検出器から得られたパワースペクトル密度には、有意な相関成分を含むことが確認できた。また、パワースペクトル密度理論式にデータに最小二乗法で適合さることにより、即発中性子減衰定数を決定した。臨界状態での減衰定数は63.3$$pm$$14.5[1/s]となった。2つの検出器間の相互パワースペクトル密度とコヒーレンス関数データから決定された減衰定数とよい一致を示した。予想通り、炉心から約35cmの位置に検出器を設置することで、原子炉のノイズ解析が可能であることが確認された。

論文

研究炉等へのグレーデッドアプローチ適用に係る課題と提言

与能本 泰介; 峯尾 英章; 村山 洋二; 芳原 新也*; 中島 健*; 中塚 亨; 上坂 充*

日本原子力学会誌ATOMO$$Sigma$$, 63(1), p.73 - 77, 2021/01

https://doi.org/10.3327/jaesjb.63.1_73

研究炉等が長期にわたり運転を停止していることは原子力人材の育成等に大きな影響を与えている。本報告ではグレーデッドアプローチを適用した適切な規制対応方法を整備し実践するための課題を分析し抽出するとともに、解決のための取組みを関係組織に提言する。

論文

Deuteron-production double-differential cross sections for 300- and 392-MeV proton-induced reactions deduced from experiment and model calculation

魚住 祐介*; 澤田 雄介*; Mzhavia, A.*; 野ヶ峯 翔*; 岩元 大樹; 金 政浩; 芳原 新也*; 若林 源一郎*; 中野 正博*

Physical Review C, 84(6), p.064617_1 - 064617_11, 2011/12

https://doi.org/10.1103/PhysRevC.84.064617
 被引用回数：19 パーセンタイル：72.17(Physics, Nuclear)

300MeV及び392MeV陽子入射反応における重陽子生成二重微分断面積を測定し、新たに提案した核反応モデルと測定結果の比較により理論モデルの妥当性を検討した。実験では、ターゲットに$$^{12}$$C, $$^{27}$$Al, $$^{51}$$V, $$^{93}$$Nb, $$^{197}$$Auの薄膜を使用し、実験室系で20度から104度の角度にわたって核反応で生成される重陽子のエネルギースペクトルを測定した。核反応モデルについては、クラスターノックアウトモデルとピックアップモデルを組合せた核内カスケードモデルを提案した。測定で得られた結果と提案した理論モデルによる計算値との比較を行った結果、提案したモデルが重陽子生成二重微分断面積を精度よく再現することを示した。

論文

Photodisintegration of $$^{80}$$Se as a probe of neutron capture for the s-process branch-point nucleus $$^{79}$$

牧永 あや乃*; 芳原 新也*; 宇都宮 弘章*; 後神 進史*; 海堀 岳史*; 秋宗 秀俊*; 山県 民穂*; Goriely, S.*; 豊川 弘之*; 原野 英樹*; et al.

Proceedings of Science (Internet), 28, p.239_1 - 239_4, 2010/12

https://doi.org/10.22323/1.028.0239

$$^{79}$$Se核は、恒星内で中性子捕獲反応によって進行する元素合成(s過程)の分岐核であり、その中性子捕獲断面積は星の環境下での温度や中性子密度を見積る際の重要な基礎データである。産業技術総合研究所のレーザー逆コンプトン$$gamma$$線ビームを用いて、$$^{80}$$Seの光中性子反応断面積を反応しきい値付近で測定した。この原子核の光中性子反応断面積のデータを、統計モデル計算に対する制約条件として用い、$$^{79}$$Seの中性子捕獲断面積の評価を行った。

論文

Proton-production double-differential cross sections for 300-MeV and 392-MeV proton-induced reactions

岩元 大樹; 今村 稔*; 古場 裕介*; 福井 義則*; 若林 源一郎*; 魚住 祐介*; 金 政浩; 岩元 洋介; 芳原 新也*; 中野 正博*

Physical Review C, 82(3), p.034604_1 - 034604_8, 2010/09

https://doi.org/10.1103/PhysRevC.82.034604
 被引用回数：13 パーセンタイル：62.02(Physics, Nuclear)

300MeV及び392MeV陽子入射反応におけるO, V, Tb, Ta, Au, Pb及びBiに対する陽子生成二重微分断面積を測定した。放出陽子のエネルギーを$$Delta$$$$E$$-$$E$$測定法によって積層型シンチレーション検出器を用いて測定した。測定結果を核内カスケードモデル及び量子分子動力学モデルと比較し、両モデルとも二重微分断面積スペクトルをよく再現するが、最前方及び後方で相違が生じることを示した。この相違は核ポテンシャルによる屈折によって説明できることを明らかにした。この知見に基づき、Kalbachの系統式と核内カスケードモデルの1ステップ計算を組合せることによって、角度分布を再現することに成功した。さらに、実験に基づく考察から、核内カスケードモデルの1ステップ計算における準弾性散乱の寄与は、標的核が軽くなるほど、また放出エネルギーが増加するほど大きくなることを示した。

論文

Photodisintegration of $$^{80}$$Se; Implications for the s-process branching at $$^{79}$$Se

牧永 あや乃*; 宇都宮 弘章*; Goriely, S.*; 海堀 岳史*; 後神 進史*; 秋宗 秀俊*; 山県 民穂*; 豊川 弘之*; 松本 哲郎*; 原野 英樹*; et al.

Physical Review C, 79(2), p.025801_1 - 025801_8, 2009/02

https://doi.org/10.1103/PhysRevC.79.025801
 被引用回数：26 パーセンタイル：79.53(Physics, Nuclear)

$$^{79}$$SeのE1 $$gamma$$線強度関数に対する実験的制約を得るために、準単色$$gamma$$線ビームを用いて、中性子分離エネルギー近傍における$$^{80}$$Seの光中性子断面積を測定した。実験結果を再現する$$gamma$$線強度関数と準位密度の2つの組合せは、大きく異なる$$^{79}$$Seの中性子捕獲断面積を与えた。得られた予測断面積値を用いて、主要なsプロセス成分である$$sigma$$N値を導出した。

論文

Photoneutron cross sections for $$^{80}$$Se; Implications for the s-process thermometer

牧永 あや乃*; 宇都宮 弘章*; 海堀 岳史*; 山県 民穂*; 秋宗 秀俊*; Goriely, S.*; 豊川 弘之*; 松本 哲郎*; 原野 英樹*; 原田 秀郎; et al.

Nuclear Physics A, 805(1-4), p.564 - 566, 2008/06

$$^{80}$$Seの光中性子発生断面積を、準単色$$gamma$$線を用いることにより、中性子閾値近傍のエネルギー領域で測定した。測定した$$^{80}$$Se($$gamma$$,$$n$$)断面積をE1強度関数の制限として利用することにより、逆反応である$$^{79}$$Seの中性子捕獲断面積を見積もった。本計算結果をもとに$$^{80}$$Krと$$^{82}$$Krの太陽元素組成比を解析し、重い星の中で起こるsプロセス温度計への影響を議論した。

論文

Measurements of the $$^{152}$$Sm($$gamma$$,n) cross section with laser-Compton scattering $$gamma$$ rays and the photon difference method

原 かおる; 原田 秀郎; 北谷 文人; 後神 進史*; 芳原 新也*; 海堀 岳史*; 牧永 あや乃*; 宇都宮 弘章*; 豊川 弘之*; 山田 家和勝*

Journal of Nuclear Science and Technology, 44(7), p.938 - 945, 2007/07

https://doi.org/10.3327/jnst.44.938
 被引用回数：47 パーセンタイル：92.66(Nuclear Science & Technology)

高レベル放射性廃棄物中に含まれる長寿命核分裂生成核種$$^{151}$$Sm(半減期t$$_{1/2}$$=90年)の中性子捕獲断面積は核変換研究のための基礎データの1つである。また、$$^{151}$$Sm核は恒星内で中性子捕獲反応によって進行する元素合成(s過程)の分岐核であり、その中性子捕獲断面積は星の環境下での温度や中性子密度を見積る際の重要な基礎データである。keVからMeVエネルギー領域において、$$^{151}$$Smの中性子捕獲断面積を統計モデル計算によって評価するため、逆反応を利用し、安定核種$$^{152}$$Smの光核反応の測定を行った。この論文では、産業技術総合研究所のレーザー逆コンプトン$$gamma$$線を用いた($$gamma$$,n)反応の実験方法や、光子差分法を用いたデータ解析方法,得られた($$gamma$$,n)反応断面積の結果について述べる。本研究で得られた$$^{151}$$Sm($$gamma$$,n)反応断面積は、反応しきい値(S$$_n$$: 8.26MeV)近傍のエネルギー領域で、過去の実験データより低い値を示している。

論文

Photonuclear reaction cross section of $$^{152}$$Sm

原 かおる; 原田 秀郎; 北谷 文人; 後神 進史*; 芳原 新也*; 海堀 岳史*; 牧永 あや乃*; 宇都宮 弘章*; 豊川 弘之*; 山田 家和勝*; et al.

EUR-22794-EN, p.65 - 68, 2007/00

高レベル放射性廃棄物中に含まれる長寿命核分裂生成核種$$^{151}$$Sm (半減期t$$_{1/2}$$=90年)の中性子捕獲断面積は核変換のための基礎データの1つである。また、$$^{151}$$Sm核は恒星内で中性子捕獲反応によって進行する元素合成(s過程)の分岐核であり、その中性子捕獲断面積は星の環境下での温度や中性子密度を見積もる際の重要な基礎データである。keVからMeVエネルギー領域において、$$^{151}$$Smの中性子捕獲断面積を評価するため、逆反応を利用し、安定核種$$^{152}$$Smの光核反応の測定を行った。データ解析では、2つの解析法を用いて光核反応断面積を求めた。本研究発表では、光核反応断面積の実験データと原子核反応コードTALYSの計算結果との比較を行う。また、光核反応断面積のデータを、統計モデル計算に対する制約条件として用い、$$^{151}$$Smの中性子捕獲断面積のTALYSによる計算結果を示す。

論文

Photoneutron cross section measurement for $$^{94}$$Zr using laser inverse Compton $${gamma}$$ rays

芳原 新也*; 後神 進史*; 牧永 あや乃*; 海堀 岳史*; 豊川 弘之*; 宇都宮 弘章*; 原 かおる; 北谷 文人; 原田 秀郎; 松本 哲郎*; et al.

JAEA-Conf 2006-009, p.66 - 69, 2006/11

https://jopss.jaea.go.jp/pdfdata/JAEA-Conf-2006-009.pdf

主要なLLFPの1つである$$^{93}$$Zr(t$$_{1/2}$$=1.53$$times$$10$$^6$$年)の中性子捕獲反応断面積を評価するため、逆反応の$$^{94}$$Zr($$gamma$$,n)反応を非直接測定のプローブとして利用した。統計モデルによる中性子捕獲反応断面積の評価において、光核反応断面積はE1$$gamma$$線強度関数に強い制限を与えることができる。本発表では、産業技術総合研究所のレーザー逆コンプトン$$gamma$$線ビームを用いた$$^{94}$$Zr($$gamma$$,n)反応断面積の測定について報告する。

口頭

研究炉とグレーデッドアプローチ

芳原 新也*; 曽野 浩樹; 小山田 巧*; 与能本 泰介

no journal, , 

研究炉等原子力施設のリスクは、熱出力や放射性物質内蔵量等から、実用発電用原子炉と比較して小さいと知られる一方、研究炉等に対する規制実態を把握している原子力専門家は多くない。リスクが異なる原子力施設の安全性を合理的に確認するために、「規制の厳密さが、そのリスクに釣り合うこと」を求める、グレーデッドアプローチ(Graded Approach: GA)の考え方が、国内外の規制機関によって重要視されている。本企画セッションでは、研究炉等に対する規制の実情を確認しながら、GAの視点から論点を整理し議論を深める。

口頭

高温ガス炉核的予測精度高度化のための研究開発,2; KUCAを用いたHTTR模擬炉心における逆動特性解析

高橋 和暉*; 中嶋 國弘*; 左近 敦士*; 芳原 新也*; 橋本 憲吾*; 深谷 裕司; 佐野 忠史*

no journal, , 

京都大学臨界集合体実験装置(KUCA)のB架台においてHTTR模擬炉心を作成し、制御棒落下や中心架台落下実験を行い時系列データの取得を行った。取得された時系列データに対して逆動特性解析を行った結果、各検出器の位置依存性が確認された。更に、C1及び中心架台のように大きな反応度価値を有する場合、積分法と最小二乗逆動特性法の解析結果に有意な差異が確認された。

口頭

$$^{152}$$Sm($$gamma$$,n)反応断面積とs過程

原 かおる; 北谷 文人; 原田 秀郎; 宇都宮 弘章*; 海堀 岳史*; 後神 進史*; 芳原 新也*; 牧永 あや乃*; 豊川 弘之*; 渡辺 幸信*

no journal, , 

放射性核種$$^{151}$$Sm(半減期90年)はSm-Eu-Gd領域におけるs過程分岐核である。その中性子捕獲断面積は、中重質量の漸近巨星分枝星(AGB星)におけるHe殻パルス燃焼時の温度を見積もるために重要なデータである。また、$$^{151}$$Smは高レベル放射性廃棄物中に含まれる核分裂生成核種であるので、その中性子捕獲断面積は核変換研究のための基礎データの1つである。最近、セルンやカールスルーエの実験施設で、比放射能の極めて高い標的試料を用いて、$$^{151}$$Smの中性子捕獲断面積が測定された。その一方で、星の環境下では、$$^{151}$$Smの基底状態だけではなく、励起状態も中性子捕獲反応率に寄与するため(特に$$^{151}$$Smの第一励起状態は4.8keV)、信頼できるモデル計算が求められている。産業技術総合研究所のレーザー逆コンプトン$$gamma$$線で、安定核種$$^{152}$$Smの光核反応断面積(E$$_{gamma}$$=8.3-12MeV)を測定した。得られた光核反応断面積を、中性子捕獲断面積の統計モデル計算に必要なE1$$gamma$$強度関数に対する制限として用いた。本発表では、$$^{152}$$Smの光核反応断面積の実験結果と、TALYSコードを用いて計算した$$^{151}$$Smの中性子捕獲断面積を示す。

口頭

Photonuclear reaction cross sections of Cl-37 and Sm-152

原 かおる; 原田 秀郎; 北谷 文人; 後神 進史*; 芳原 新也*; 海堀 岳史*; 牧永 あや乃*; 宇都宮 弘章*; 豊川 弘之*; 渡辺 幸信*

no journal, , 

核廃棄物中に含まれる放射性核種Cl-36(半減期30万年)とSm-151(半減期90年)の中性子捕獲断面積は、核変換研究のための基礎データの1つである。また、Sm-151はSm-Eu-Gd領域におけるs過程分岐核であり、その中性子捕獲断面積は、中質量の漸近巨星分枝星(AGB星)におけるs過程元素合成時の温度を見積もるために重要なデータである。レーザー逆コンプトン(LCS)$$gamma$$線を用いて、安定核種Cl-37, Sm-152の光核反応断面積測定を、それぞれEg=10.4-12.0MeVとEg=8.3-12.4MeVで行った。ここで、LCS$$gamma$$線のエネルギー分布は、120%Ge半導体検出器、又は高分解能-高エネルギー光子スペクトロメータを用いて測定した。本研究発表では、光核反応断面積の実験データと原子核反応コードTALYSの計算結果との比較を行う。また、光核反応断面積のデータを、統計モデル計算に対する制約条件として用い、Cl-36, Sm-151の中性子捕獲断面積(keVからMeVのエネルギー領域)のTALYSによる計算結果を示す。

口頭

高温ガス炉核的予測精度高度化のための研究開発,3; KUCAを用いたHTTR模擬炉心におけるRossi-$$alpha$$解析

中嶋 國弘*; 左近 敦士*; 高橋 和暉*; 芳原 新也*; 橋本 憲吾*; 深谷 裕司; 佐野 忠史*

no journal, , 

京都大学臨界集合体実験装置(KUCA)のB架台に構築された黒鉛炉心体系においてAm-Be定常中性子源駆動下及び燃料固有の中性子源駆動下の中性子計数の時系列データを取得し、Rossi-$$alpha$$法による炉雑音解析を実施した。結果、Am-Be中性子源駆動下では中性子相関成分を観測することができなかったが、燃料固有の中性子源駆動下では明確な相関成分が観測され、即発中性子減衰定数を求めることができた。

口頭

高温ガス炉核的予測精度高度化のための研究開発,4; KUCAを用いたHTTR模擬炉心におけるパワースペクトル解析

左近 敦士*; 中嶋 國弘*; 高橋 和暉*; 芳原 新也*; 佐野 忠史*; 深谷 裕司; 橋本 憲吾*

no journal, , 

京都大学臨界集合体(KUCA)のB架台に構築したHTTR模擬炉心において炉雑音解析による未臨界度測定実験を行った。実験は低出力の臨界状態及びAm-Be中性子源駆動の未臨界状態で実施し、位置の異なる複数の中性子検出器により測定を実施した。実験により取得した中性子検出器時系列データをパワースペクトル法により解析し、体系の即発中性子減衰定数の推定を試みた。

口頭

レーザー逆コンプトン$$gamma$$線による$$^{152}$$Smの光核反応断面積測定

原 かおる; 北谷 文人; 原田 秀郎; 秋宗 秀俊*; 宇都宮 弘章*; 海堀 岳史*; 後神 進史*; 芳原 新也*; 牧永 あや乃*; 山県 民穂*; et al.

no journal, , 

高レベル放射性廃棄物中に含まれる長寿命核分裂生成核種$$^{151}$$Sm(t$$_{1/2}$$=90yr)の中性子捕獲断面積は、高速炉や加速器駆動核変換システムを用いた核変換研究のために重要な基礎データの1つである。しかしながら、この中性子捕獲断面積の直接測定には放射性標的試料と強い中性子源が必要であり、容易ではない。本研究では逆反応を利用し、安定核種$$^{152}$$Smの光核反応断面積の励起関数を測定した。反応しきい値(S$$_{n}$$: 8.26MeV)近傍におけるデータを統計モデル計算に対する制約条件として用い、keVからMeVエネルギー領域において中性子捕獲反応断面積の評価に資する。

口頭

$$^{91}$$Zr($$gamma$$,n)$$^{90}$$Zr反応断面積の測定

芳原 新也*; 後神 進史*; 牧永 あや乃*; 海堀 岳史*; 原 かおる; 北谷 文人; 豊川 弘之*; 松本 哲郎*; 原野 英樹*; 原田 秀郎; et al.

no journal, , 

近年、原子炉からの長寿命核分裂生成物(LLFP)の核変換に大きな注目が集まってきている。LLFP核変換の基礎研究では、対象核種の中性子捕獲反応断面積が必要となるが、現状では実験データが質・量ともに不足している。測定が容易でないLLFPの(n,$$gamma$$)反応断面積の高精度化や不足データの補完等を可能とするために、中性子捕獲反応の逆過程である($$gamma$$,n)反応の断面積測定技術を開発した。長寿命核分裂生成物$$^{93}$$Zrの中性子捕獲断面積の評価に資するため、Zr同位体の($$gamma$$,n)反応データの系統的な取得を目的とし、$$^{91}$$Zr($$gamma$$,n)反応断面積の測定を行った。本発表では測定した$$^{91}$$Zr($$gamma$$,n)反応断面積の結果を報告する。

口頭

$$^{79}$$Seにおけるsプロセス分岐

牧永 あや乃*; 宇都宮 弘章*; 後神 進史*; 海堀 岳史*; 原田 秀郎; 北谷 文人; 原 かおる; 豊川 弘之*; 原野 英樹*; 松本 哲郎*; et al.

no journal, , 

産業技術総合研究所のレーザー逆コンプトン$$gamma$$線を用いて$$^{80}$$Seの光核中性子反応断面積を測定した。このデータをHauser-Feshbach統計モデルの重要な物理量であるE1$$gamma$$線強度関数に対する制約として用いて、$$^{79}$$Seの中性子捕獲断面積を導出した。$$^{79}$$Seにおけるsプロセス分岐を議論する。

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