IFMIF/EVEDA原型加速器用入射器の現状

神藤 勝啓; 市川 雅浩; 高橋 康之*; 久保 隆司*; 堤 和昌; 菊地 孝行; 春日井 敦; 杉本 昌義; Gobin, R.*; Girardot, P.*; et al.

Proceedings of 11th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (インターネット), p.1009 - 1012, 2014/10

http://www.pasj.jp/web_publish/pasj2014/proceedings/PDF/SUP0/SUP025.pdf

加速器駆動型中性子源を用いた核融合炉材料開発施設である国際核融合炉材料照射施設(IFMIF)の工学実証のための原型加速器の開発が進められている。この加速器は入射器、RFQ及び超伝導リナックで構成された重陽子線形加速器であり、9MeV/125mAの連続ビーム生成を目指している。入射器はフランス原子力庁サクレー研究所(CEA Saclay)で2012年秋まで100keV/140mAの陽子及び重陽子の連続ビーム試験を行った。ビーム試験終了後、この入射器は青森県六ケ所村の国際核融合エネルギー研究センター(IFERC)に搬送された。IFERCでIFMIF/EVEDA原型加速器として駆動するための第一段階として、2014年夏より更なる品質向上を目指した入射器のビーム試験を行うために2013年末より入射器の据付作業を開始した。本発表ではCEA Saclayでのビーム試験の結果、IFERCでの入射器の据付状況について報告する。

Production and decay properties of Hs and Hs

佐藤 望; 羽場 宏光*; 市川 隆敏*; 加治 大哉*; 工藤 祐生*; 森本 幸司*; 森田 浩介*; 大関 和貴*; 住田 貴之*; 米田 晃*; et al.

Journal of the Physical Society of Japan, 80(9), p.094201_1 - 094201_7, 2011/09

https://doi.org/10.1143/JPSJ.80.094201

本論文は、理化学研究所線型加速器施設の気体充填型反跳分離装置を用いて行った、Pb(Fe, )[=1,2]反応で合成されたHs及びHsの崩壊特性について報告するものである。6つの崩壊連鎖がHsと同定され、Hs合成の反応断面積は、Pb(Fe,)反応がpb、Pb(Fe,)反応がpbであった。Hsは崩壊並びに自発核分裂を起こし、半減期はmsであった。Hsの線エネルギーとしては、10.610.04MeVと10.800.08MeVを観測した。また、Hsの自発核分裂分岐比はであった。

Determination of silicon vacancy in ion-beam synthesized -FeSi

前田 佳均; 市川 貴之*; 上西 隆文*; 鳴海 一雅

Physics Procedia, 11, p.83 - 86, 2011/00

https://doi.org/10.1016/j.phpro.2011.01.006

Using Rutherford backscattering spectrometry (RBS), we can deduce the concentration of Si vacancy and its depth profile in the -FeSi layer and find confirmation of the effect of the thermal annealing on reduction of the Si vacancy. The concentration of Si vacancy at the inside of -FeSi is reduced after the long annealing. Contrary to the inside, at the interface the Si vacancy remains at 1.5 at% even after the annealing for 360 min. Moreover we find consistency of our analysis of Si vacancy on an evident correlation between the reduction of Si vacancy and improvement of crystallinity (decrease of the ) by the annealing.

Decay properties of Bh and Db produced in the Cm + Na reaction

森田 浩介*; 森本 幸司*; 加治 大哉*; 羽場 宏光*; 大関 和貴*; 工藤 祐生*; 佐藤 望*; 住田 貴之*; 米田 晃*; 市川 隆敏*; et al.

Journal of the Physical Society of Japan, 78(6), p.064201_1 - 064201_6, 2009/06

https://doi.org/10.1143/JPSJ.78.064201

Cm(Na,5)反応で合成したBh及びその娘核種であるDbの崩壊特性の研究を、気体充填型反跳分離装置(GARIS)と位置感度半導体検出器(PSD)とを組合せた装置を用いて行った。既知核種であるDbとの相関を調べ、Bhの同定を十分な確度で行った。今回合成・測定を行ったBh及びDbの崩壊特性は以前(理化学研究所、2004年,2007年)に合成・測定を行った113の崩壊特性と一致しており、これは新元素(原子番号113)とされる113の発見の成果を強く補強するものと言える。

Production of a new hassium isotope Hs

加治 大哉*; 森本 幸司*; 佐藤 望*; 市川 隆敏*; 井手口 栄治*; 大関 和貴*; 羽場 宏光*; 小浦 寛之; 工藤 祐生*; 小澤 顕*; et al.

Journal of the Physical Society of Japan, 78(3), p.035003_1 - 035003_2, 2009/03

https://doi.org/10.1143/JPSJ.78.035003

原子番号108元素であるHs(ハッシウム)の新同位体となるHsの直接合成に世界で初めて成功した。2008年6月19日から25日にかけて、理化学研究所の線形加速器(RILAC)及び気体充填型反跳質量分析機(GARIS)を用い、Pb(Fe,n)及びPb(Fe,n)反応を用い、合計9つの崩壊連鎖を観測し、これらをHsからの連鎖崩壊と同定した。見積もられた半減期は0.60ミリ秒である。本実験におけるビーム総量はFeイオンに対して, Feイオンに対してであった。計9つの崩壊にかかわる合成断面積は輸送効率を80%として21 pb and 1.6ピコバーンとなった。

FBRサイクル候補概念に関するサイクル諸量計算

牧 隆*; 市川 肇*; 浅尾 貴之*; 堀内 伸鋼*

JNC TJ9400 2002-004, 228 Pages, 2001/02

JNC-TJ9400-2002-004.PDF:9.97MB

本件では、「FBR実用化戦略調査研究」の中で抽出されたFBRサイクル候補概念を対象としたサイクル諸量計算コードを二つ作成した。一つは、各候補概念の単基の物質収支データを算出し、それぞれの候補の特徴を調べる計算コードである(単基多重サイクル解析ツール)。もう一つは、各候補概念について、時系列的に核燃料サイクル全体の物質収支計算を行い、FBR導入条件の特徴を分析する計算コードである(時系列解析コード)。開発したツールの特徴を以下に示す。(1)共通機能、(a)ORIGEN2コードによりあらかじめ算出した炉心特性値を用いて燃焼計算を行う。また、等価フィッサイル法を用いて燃料富化度調整を行う。(b)18通りのFBR候補概念(炉型:10,再処理形式:6)を取扱うことができる。(2)単基多重サイクル解析ツール、(a)廃棄物量及び環境放出量を算出する(核種組成, 発熱量, 放射線量, 放射性毒性)、(b)高レベル廃棄物及びTRU(廃銀)廃棄物の安全評価を簡易に実行する。(3)時系列解析コード、(a)FBR候補概念に加え、軽水炉及びプルサーマル炉を取扱うことができる(炉型:9)。(b)Pu需給バランス等の各種物質収支を算出する。開発したツールの機能は、他のツールによる計算結果と比較することで適切に物質収支を計算していることを確認した。また、開発したツールを用いてFBRサイクル候補概念の物質収支計算を実施し、各候補概念の特徴を比較した。

Cm + NaによるBhの生成と崩壊特性

森本 幸司*; 森田 浩介*; 加治 大哉*; 羽場 宏光*; 大関 和貴*; 工藤 祐生*; 佐藤 望; 住田 貴之*; 米田 晃*; 市川 隆敏*; et al.

no journal, , 

理研グループではこれまで、気体充填型反跳核分離装置(GARIS)を用いてBi(Zn,)反応による2例の新元素113を合成している。その崩壊連鎖は既知核Bhとその崩壊娘核Dbに到達しているが、Bhの報告例は乏しい。そこで、113の崩壊連鎖と既知核とのつながりをより確実にするために、Cm(Na,5)反応によるBhの生成を試みその崩壊特性の研究を行った。実験では、理研線型加速器RILACから供給される126, 130及び132MeVのNaビームを、直径10cmの回転式Cm標的に照射し、蒸発残留核をGARISで分離し、焦点面に設置したシリコン検出器箱に打ち込み観測を行った。観測されたBhからの線エネルギーは9.05から9.23MeVに分布しており、娘核Dbは報告されている半減期と矛盾なく崩壊及び自発核分裂することが確認された。これらの結果は、前述の新元素113の崩壊連鎖中に観測されているBh及びDbの観測結果を確認するものとなった。

Hsの合成及び崩壊特性の研究

佐藤 望; 加治 大哉*; 森本 幸司*; 羽場 宏光*; 市川 隆敏*; 井手口 栄治*; 小浦 寛之; 工藤 祐生*; 小澤 顕*; 大関 和貴*; et al.

no journal, , 

理化学研究所の線形加速器RILACを用いてPb(Fe,)反応[]及びPb(Fe,)反応によりHsを合成し、気体充填型反跳分離装置GARISによって分離・収集を行い、シリコン検出器を用いた線・自発核分裂の観測により崩壊特性を研究した。その結果、Pb(Fe, )Hs反応では断面積の最大値として()pbが得られた。この時の入射エネルギーは標的の中心で220.5MeV(実験室系)、複合核の励起エネルギーは約15MeVであった。これは、過去に理化学研究所で行われたPb及びBi標的を用いたコールドフュージョン反応での超重核合成の反応断面積が最大となるエネルギーの系統性を支持する結果である。また、超重核領域における変形魔法数へのアプローチとなる偶々核Hsの崩壊特性(崩壊様式,崩壊エネルギー,半減期)に関する統計を向上させ、過去の報告よりも高いエネルギーの線を放出するイベントを観測した。

Phase separation with inter-site deuteron transfer in LaD

青木 勝敏; 町田 晃彦; 本田 充紀; 服部 高典; 佐野 亜沙美; 綿貫 徹; 片山 芳則; 小松 一生*; 有馬 寛; 大友 季哉*; et al.

no journal, , 

LaDがLa金属格子中の重水素原子の再配置を伴って相分離することを放射光X線回折と中性子回折実験により見いだした。放射光実験はSPring-8、ビームライン22XUを中性子実験はJ-PARCの全散乱装置NOVAを用いて実施した。重水素原子はLaDではfcc金属格子の四面体サイトを占めているが、11GPaの圧力下で八面体サイトに移動してLaDとLaDが形成される。NaCl-型一水素化物は遷移金属では観測されているが、希土類金属で形成が確認されたのは初めてである。第一原理計算はLaHがLaHとLaHに10GPaで相分離することが示された。実験と極めて良い一致である。生成エンタルピー計算からLaHの体積減少が相分離を駆動していることがわかった。また、格子振動計算から相分離の機構の詳細が明らかにされた。

X-ray and neutron diffraction studies of pressure-induced phase separation of LaD

町田 晃彦; 本田 充紀; 服部 高典; 佐野 亜沙美; 綿貫 徹; 片山 芳則; 青木 勝敏; 小松 一生*; 有馬 寛; 大下 英敏*; et al.

no journal, , 

希土類金属水素化物は2水素化物と3水素化物という化学量論比組成が存在する。2水素化物は金属的であり3水素化物になると絶縁体になるため、格子間に侵入した水素が構造や電子状態(物性)の変化を誘起すると考えられている。したがって占有サイトの違いによる水素-金属結合状態の変化が観測できると期待される。ランタン2水素化物において圧力による格子圧縮によりユニットセル体積が約17%異なる二相に相分離を起こすことを観測した。この二相は水素量の異なる相であると推測され、圧力によってサイト間の水素の移動が生じたことになる。特に低濃度相についてはその水素占有サイトや占有率が不明であったが、われわれはランタン2重水素化物において高圧下中性子回折実験を実施した結果、NaCl型ランタン1重水素化物LaDが形成されること明らかにした。1水素化物は希土類金属水素化物では初めて発見されたものである。