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論文

High-spin states in $$^{35}$$S

郷 慎太郎*; 井手口 栄治*; 横山 輪*; 青井 考*; Azaiez, F.*; 古高 和禎; 初川 雄一; 木村 敦; 木佐森 慶一*; 小林 幹*; et al.

Physical Review C, 103(3), p.034327_1 - 034327_8, 2021/03

 被引用回数:0 パーセンタイル:0.03(Physics, Nuclear)

Excited states in $$^{35}$$S were investigated by in-beam $$gamma$$-ray spectroscopy using the $$^{26}$$Mg($$^{18}$$O, 2$$alpha$$1$$n$$) fusion-evaporation reaction. The de-exciting $$gamma$$-rays were measured with germanium detector arrays along with the measurement of evaporated charged particles in a $$4pi$$ segmented Si detector array. The level scheme was extended up to 12470 keV. The obtained level structure is compared with the large-scale shell-model calculations. The possibility of isoscalar-pair excited states is discussed for $$J=(17/2)$$ states with comparison between the experimental and theoretical results.

論文

Demonstration of $$gamma$$-ray pipe-monitoring capabilities for real-time process monitoring safeguards applications in reprocessing facilities

Rodriguez, D.; 谷川 聖史; 西村 和明; 向 泰宣; 中村 仁宣; 栗田 勉; 高峰 潤; 鈴木 敏*; 関根 恵; Rossi, F.; et al.

Journal of Nuclear Science and Technology, 55(7), p.792 - 804, 2018/07

 被引用回数:0 パーセンタイル:0.01(Nuclear Science & Technology)

再処理施設の核物質に対しては、ランダムサンプル検認と、追加的な重要タンク内溶液の体積、質量のみの連続監視システムによる"知識の連続性"保持により、保障措置が掛けられている。核物質溶液がタンク及び工程装置を結ぶ配管を流れる際に、特徴的な$$gamma$$を測定し、核物質を実時間で検認することで、工程監視を改善できる可能性がある。われわれは、東海再処理工場の転換技術開発施設で、この$$gamma$$パイプモニタリングを、硝酸Pu移送の際に試した。この際$$gamma$$測定は、ランタン・ブロマイド検出器、及び$$gamma$$の計数時刻とエネルギーを記録するリストモード・データ取得システムを用いて実施した。この測定結果とその分析は、配管内溶液の同位体組成、工程移動時刻、(単位時間当たりの)溶液流量及び移動溶液量を求められる能力を実証するものであり、実際に適用可能な保障措置検認工程監視の導入に繋がる。

論文

Intermediate-spin states of $$^{92}$$Zr and a large $$B(E2)$$ value between the $$10_1^+$$ and $$8_1^+$$ states

菅原 昌彦*; 藤 暢輔; 小泉 光生; 大島 真澄*; 木村 敦; 金 政浩*; 初川 雄一*; 草刈 英榮*

Physical Review C, 96(2), p.024314_1 - 024314_7, 2017/08

 被引用回数:1 パーセンタイル:14.2(Physics, Nuclear)

This study investigated intermediate spin states of $$^{92}$$Zr via the inverse reaction $$^9$$Be($$^{86}$$Kr,3n)$$^{92}$$Zr. Seven transitions were newly observed and a lifetime was extracted for the $$10_1^+$$ state by analysis of Doppler-broadened line shapes of decay $$gamma$$-rays. A large $$B(E2)$$ value was obtained for the transition from $$10_1^+$$ to $$8_1^+$$ and the magnitude was comparable to that for the deformed excited configurations in $$^{94}$$Zr that have recently been established. A possible origin for such collectivity is discussed qualitatively based on a phenomenological deformed rotor model. Moreover, a multiplet-like structure that fits into the systematics for $$N=52$$ even-A isotones is revealed for the negative-parity yrast states.

論文

Investigation of snow cover effects and attenuation correction of $$gamma$$ ray in aerial radiation monitoring

石崎 梓; 眞田 幸尚; 森 愛理; 伊村 光生; 石田 睦司; 宗像 雅広

Remote Sensing, 8(11), p.892_1 - 892_12, 2016/11

 被引用回数:4 パーセンタイル:25.26(Environmental Sciences)

積雪がある場合に航空機モニタリングを実施する場合、積雪層による$$gamma$$線の減弱により、空間線量率が適切に換算できない。この問題を解決するため、積雪深情報を用いた補正方法を検討し、実際の測定結果に適用した。本研究では3種類の補正方法を検討し、補正効果を比較した。補正精度のさらなる向上にためには、積雪水量をより正確に推定する必要がある。

報告書

平成27年度原子力発電所周辺における航空機モニタリング(受託研究)

眞田 幸尚; 宗像 雅広; 森 愛理; 石崎 梓; 嶋田 和真; 廣内 淳; 西澤 幸康; 卜部 嘉; 中西 千佳*; 山田 勉*; et al.

JAEA-Research 2016-016, 131 Pages, 2016/10

JAEA-Research-2016-016.pdf:20.59MB

2011年3月11日に発生した東日本大震災による津波に起因した東京電力福島第一原子力発電所事故によって、大量の放射性物質が周辺に飛散した。事故直後より、放射線の分布を迅速かつ広範囲に測定する手法として、航空機等を用いた空からの測定方法が適用されている。ここでは、平成27年度に実施した福島第一原子力発電所周辺におけるモニタリング結果と川内原子力発電所周辺で行ったバックグラウンド線量率のモニタリング結果についてまとめた。

論文

Current activities and future plans for nuclear data measurements at J-PARC

木村 敦; 原田 秀郎; 中村 詔司; 岩本 修; 藤 暢輔; 小泉 光生; 北谷 文人; 古高 和禎; 井頭 政之*; 片渕 竜也*; et al.

European Physical Journal A, 51(12), p.180_1 - 180_8, 2015/12

 被引用回数:1 パーセンタイル:17.76(Physics, Nuclear)

In order to improve the data accuracy of neutron-capture cross sections of minor actinides (MAs) and long-lived fission products (LLFPs), a new experimental instrument named "Accurate Neutron-Nucleus Reaction measurement Instrument (ANNRI)" has been constructed in the Materials and Life science experimental Facility (MLF) at the Japan Proton Accelerator Research Complex (J-PARC), and measurements of neutron-capture cross sections of MAs, LLFPs and some stable isotopes with high intensity pulsed neutrons have been started. The analyses for $$^{244}$$Cm, $$^{246}$$Cm, $$^{241}$$Am and $$^{237}$$Np were finished; those for $$^{129}$$I, $$^{107}$$Pd, $$^{99}$$Tc, $$^{93}$$Zr and some stable isotopes are in progress. These results will make significant contributions in the field of developing innovative nuclear systems.

報告書

平成26年度福島第一原子力発電所周辺における航空機モニタリング(受託研究)

眞田 幸尚; 森 愛理; 石崎 梓; 宗像 雅広; 中山 真一; 西澤 幸康; 卜部 嘉; 中西 千佳; 山田 勉; 石田 睦司; et al.

JAEA-Research 2015-006, 81 Pages, 2015/07

JAEA-Research-2015-006.pdf:22.96MB

2011年3月11日に発生した東日本大震災による津波に起因した東京電力福島第一原子力発電所事故によって、大量の放射性物質が周辺に飛散した。事故直後より、放射線の分布を迅速かつ広範囲に測定する手法として、航空機等を用いた空からの測定方法が適用されている。本報告書には、平成26年度に実施した航空機モニタリングの結果についてまとめた。

論文

Superdeformation in $$^{35}$$S

郷 慎太郎*; 井手口 栄治*; 横山 輪*; 小林 幹*; 木佐森 慶一*; 高木 基伸*; 宮 裕之*; 大田 晋輔*; 道正 新一郎*; 下浦 享*; et al.

JPS Conference Proceedings (Internet), 6, p.030005_1 - 030005_4, 2015/06

The high-spin states in $$^{35}$$S were investigated at Tandem-ALTO facility in Institut de Physique Nucl$'e$aire d'Orsay The $$^{26}$$Mg($$^{18}$$O, 2$$alpha$$1n)$$^{35}$$S fusion evaporation reaction was used to populate high-spin states in $$^{35}$$S. The germanium $$gamma$$-ray detector array ORGAM was employed to measure $$gamma$$ rays from high-spin states and charged particles evaporated from the compound nuclei were detected by a segmented silicon detector, Si-Ball. A level scheme for $$^{35}$$S was deduced based on the gamma-gamma-coincidence analysis and $$gamma$$-ray angular correlation analysis. The half-life of the transition in the superdeformed band was estimated by measuring the residual Doppler shift. The deduced half-life shows the large collectivity of the band.

論文

Generalized analysis method for neutron resonance transmission analysis

原田 秀郎; 木村 敦; 北谷 文人; 小泉 光生; 土屋 晴文; Becker, B.*; Kopecky, S.*; Schillebeeckx, P.*

Journal of Nuclear Science and Technology, 52(6), p.837 - 843, 2015/06

 被引用回数:4 パーセンタイル:40.75(Nuclear Science & Technology)

Neutron resonance densitometry (NRD) is a non-destructive analysis method, which can be applied to quantify special nuclear materials (SNM) in small particle-like debris of melted fuel that is formed in severe accidents of nuclear reactors such as the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plants. NRD uses neutron resonance transmission analysis (NRTA) to quantify SNM and neutron resonance capture analysis (NRCA) to identify matrix materials and impurities. In order to generalize NRD for the characterization of arbitrary-shaped thick materials, a generalized method to analyze NRTA data has been developed. The method has been applied on data resulting from transmission through non-uniform thick samples with varying areal density of SNM up to 0.253 at/b ($$approx$$100 g/cm$$^{2}$$). The investigation shows that NRD could be used to quantify SNM in not only uniform samples made of small particle-like debris but also non-uniform samples made of large rock-like debris with high accuracy by utilizing the generalized analysis method for NRTA.

論文

Response function for the measurement of (n,$$gamma$$) reactions with the ANNRI-Cluster Ge detectors at J-PARC

原 かおる; 後神 進史*; 原田 秀郎; 廣瀬 健太郎; 木村 敦; 金 政浩*; 北谷 文人; 小泉 光生; 中村 詔司; 藤 暢輔; et al.

JAEA-Conf 2014-002, p.88 - 92, 2015/02

Recently, neutron shields of a large Ge detector array at the Accurate Neutron-Nucleus Reaction Measurement Instrument (ANNRI) in the Japan Proton Accelerator Research Complex (J-PARC) were modified to suppress the background from boron rubber sheets to enriched $$^{6}$$LiF tiles. For the new experimental set-up, efficiencies and response functions of the cluster Ge detectors with the BGO anti-coincidence detectors were measured with $$gamma$$-rays from standard sources and prompt $$gamma$$-rays from the $$^{28}$$Si(n,$$gamma$$) and $$^{35}$$Cl(n,$$gamma$$) reactions. The simulation parameters were adjusted with the EGS5 code so as to reproduce the data set of efficiencies and response functions. Based on this information, a pulse height weighting function will be deduced in the energy range of 0.1-10 MeV.

論文

NRDの開発,3; 小型14MeVパルス中性子源に用いる新型モデレータの研究

高峰 潤; 小泉 光生; 呉田 昌俊; 原田 秀郎; 北谷 文人; 土屋 晴文; 瀬谷 道夫; 飯村 秀紀

核物質管理学会(INMM)日本支部第35回年次大会論文集(インターネット), 10 Pages, 2015/01

中性子共鳴濃度分析法(NRD)のD-T中性子発生管を用いたプロトタイプ装置がNRD実機の基礎試験を行う目的で計画された。D-T中性子発生管は、電子線加速器駆動型の光中性子源に比べ、取り扱いが簡便でコンパクトであるが、エネルギーが高く、強度が弱い。そこで、これらの弱点を補うために新型モデレータを考案した。本モデレータは、D-T中性子発生管が鉛で囲われ、そのビーム方向表面にポリエチレンが配置された構造となっている。モンテカルロコードMCNP5を用いた解析の結果、少なくとも100eV以下のエネルギー領域において、本モデレータから放出される中性子のピーク強度は、ポリエチレンモデレータと比べ、エネルギー分解能を劣化させることなく、4倍以上となることがわかった。更に、本モデレータの鉛を、タングステン,ウランの金属に置き換え、同様の解析を行った。これらの結果について報告する。

論文

NRDの開発,2; NRTAによる面密度測定に対するサンプル厚の系統的な影響の検証

土屋 晴文; 原田 秀郎; 小泉 光生; 北谷 文人; 高峰 潤; 呉田 昌俊; 飯村 秀紀; 木村 敦; Becker, B.*; Kopecky, S.*; et al.

核物質管理学会(INMM)日本支部第35回年次大会論文集(インターネット), 9 Pages, 2015/01

福島第一原子力発電所での過酷事故のような事例で発生するとされる粒子状溶融燃料デブリ中の核物質を非破壊で定量することを目的とし、中性子共鳴透過分析法(NRTA)と中性子共鳴捕獲$$gamma$$線分析法を合わせた中性子共鳴濃度分析法(NRD)を開発している。NRDの開発のために、IRMMの中性子飛行時間施設GELINAにて、NRTA実験を行った、実験では、サンプル厚の効果を調べるため、異なる厚みの銅サンプルを用い、混合物の影響を検証するために、銅にB$$_{4}$$Cを重ねたサンプルを用いた。銅の面密度を得るには、共鳴解析コードREFITを用いた。その結果、推奨共鳴パラメータを使った解析で得た面密度は、サンプルの質量や面積から計算した面密度から大きくずれるとわかった。そこで、実験データから銅の中性子幅を新たに求め、面密度が期待値と2%以内で一致することを確かめた。加えて、混合物のNRTA測定に与える影響も議論する。

論文

NRDの開発,1;中性共鳴濃度分析法のためのLaBr$$_{3}$$シンチレーション検出装置の開発

小泉 光生; 土屋 晴文; 北谷 文人; 原田 秀郎; 高峰 潤; 呉田 昌俊; 瀬谷 道夫; 木村 敦; 飯村 秀紀; Becker, B.*; et al.

核物質管理学会(INMM)日本支部第35回年次大会論文集(インターネット), 8 Pages, 2015/01

粒子状デブリ中の核物質を定量するため、中性子共鳴濃度分析法(neutron resonance densitometry: NRD)を開発している。これは、中性子共鳴透過分析法(NRTA)と、中性子共鳴捕獲分析法(NRCA)または即発$$gamma$$線分析法(PGA)の2つの手法を組み合わせたものである。NRCA/PGAは、NRTAでは測定が難しい混入物の同定を行う。中性子捕獲$$gamma$$線を測定するために、LaBr$$_{3}$$検出器で構成されるスペクトロメータを開発している。導入したデータ収集系は、500kイベント/秒の信号を8チャンネルで扱うことができる。本講演では、NRDの研究開発状況ならびにスペクトロメータシステムの開発状況について発表する。

論文

Recent progress in research and development in neutron resonance densitometry (NRD) for quantification of nuclear materials in particle-like debris

小泉 光生; 北谷 文人; 土屋 晴文; 原田 秀郎; 高峰 潤; 呉田 昌俊; 飯村 秀紀; 瀬谷 道夫; Becker, B.*; Kopecky, S.*; et al.

Nuclear Back-end and Transmutation Technology for Waste Disposal, p.13 - 20, 2015/00

溶融燃料中の核物質の計量管理するための技術として、中性子共鳴濃度分析法(Neutron Resonance Densitometry (NRD))を提案している。この手法は、Neutron Resonance Transmission Analysis(NRTA)とNeutron Resonance Capture Analysis (NRCA)もしくはPrompt Gamma ray Analysis (PGA)の2つの手法を組み合わせたもので、パルス中性子源を装備した飛行時間(TOF)測定装置を用いる。この測定法を確立するために、検出器の開発を進めるとともに、EC-JRC-IRMMのGELINA TOF実験施設で、共同研究を進めている。研究進捗について、総括的に報告する。

論文

Synergistic effect of combining two nondestructive analytical methods for multielemental analysis

藤 暢輔; 海老原 充*; 木村 敦; 中村 詔司; 原田 秀郎; 原 かおる*; 小泉 光生; 北谷 文人; 古高 和禎

Analytical Chemistry, 86(24), p.12030 - 12036, 2014/12

 被引用回数:13 パーセンタイル:50.54(Chemistry, Analytical)

非破壊分析法は科学研究の多くの分野において必要不可欠のツールとして用いられてきた。即発$$gamma$$線分析は$$gamma$$線のエネルギーを解析することにより元素分析を行う手法であり、共鳴捕獲元素分析は中性子の共鳴エネルギーを使う手法である。どちらの手法も試料を中性子に照射して$$gamma$$線を検出する手法であるが、これまで同時に用いられることはなかった。我々は強力なパルス中性子ビームを用いることによって、2つの手法を組み合わせた手法を初めて開発した。開発した手法は、一度に両方の手法からの測定結果を得ることができるだけでなく、この融合による相乗効果も得られる。つまり、どちらの手法でも分析が困難である試料を分析することができる。本論文では開発した手法をCo, Au, Agなどを含む混合試料に適用し、従来法のスペクトルにある不可分のピークから信頼性の高いデータが得られることを証明している。

論文

Impact of systematic effects on results of neutron resonance transmission analysis

土屋 晴文; 原田 秀郎; 小泉 光生; 北谷 文人; 高峰 潤; 呉田 昌俊; 飯村 秀紀; 木村 敦; Becker, B.*; Kopecky, S.*; et al.

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 767, p.364 - 371, 2014/12

 被引用回数:8 パーセンタイル:60.89(Instruments & Instrumentation)

中性子共鳴吸収透過法(NRTA)による面密度の測定に対するサンプル厚の影響を検証するために、EC/JRC/IRMMの中性子飛行時間施設GELINAにおいて、NRTA実験を実施した。実験では、厚みの異なる円盤状の銅金属を用いて、GELINAの25m飛行導管を利用した。実験データから面密度を導出するために、共鳴解析コードREFITを用いて、共鳴解析を行った。その結果、推奨共鳴パラメータ値を用いると、求めた面密度が質量や面積から計算できる面密度から大きくずれることがわかった。そこで、0.25mm厚のサンプルを用いた実験データをREFIT用いて解析して、中性子幅と共鳴エネルギーを導出した。新たに求めた共鳴パラメータ値を使って、面密度を導出し、サンプルの厚みはもちろん、共鳴の強さが面密度の測定におよぼす影響を議論した。

報告書

平成25年度福島第一原子力発電所周辺における航空機モニタリング(受託研究)

眞田 幸尚; 西澤 幸康; 卜部 嘉; 山田 勉; 石田 睦司; 佐藤 義治; 平山 弘克; 高村 善英; 西原 克哉; 伊村 光生; et al.

JAEA-Research 2014-012, 110 Pages, 2014/08

JAEA-Research-2014-012.pdf:169.17MB
JAEA-Research-2014-012(errata).pdf:0.27MB

2011年3月11日に発生した東日本大震災による津波に起因した東京電力福島第一原子力発電所事故によって、大量の放射性物質が周辺に飛散した。放射線の分布を迅速かつ広範囲に測定する手法として、航空機等を用いた空からの測定方法が適用されている。本資料では、平成25年度に実施した航空機モニタリングの結果についてまとめる。

論文

Thickness and mixed sample effects on areal density measurement with NRTA for particle like debris of melted fuel

土屋 晴文; 原田 秀郎; 小泉 光生; 北谷 文人; 高峰 潤; 呉田 昌俊; 飯村 秀紀; 木村 敦; Becker, B.*; Kopecky, S.*; et al.

Proceedings of INMM 55th Annual Meeting (Internet), 6 Pages, 2014/07

Neutron resonance densitometry (NRD) is based on a combination of neutron resonance transmission analysis (NRTA) and neutron resonance capture analysis (NRCA). This technique is a non-destructive method to quantify nuclear materials in particle-like debris of melted fuel that is generated by a severe accident like the one at the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant. To verify the effectiveness of NRD, the Japan Atomic Energy Agency (JAEA) and the Joint Research Center, Institute for Reference Materials and Measurements (EC-JRC-IRMM) started collaboration in 2012. One of the main objectives of this collaboration is to quantitatively investigate all uncertainty components on results of NRD measurements. Clearly, systematic effects due to the characteristics of samples such as the sample inhomogeneity, presence of impurities, radioactivity and temperature have a strong impact on the accuracy. To study the uncertainty due to the sample characteristics, NRTA and NRCA experiments are in progress at the time-of-flight facility GELINA (Geel Electron LINear Accelerator) of the EC-JRC-IRMM. In this presentation, we show results considering mixed sample effect on NRTA measurements. Data are analyzed with the resonance shape analysis code REFIT to derive the elemental composition of the sample and the areal density of the main components. In addition the effect of neutron absorbing matrix material will be discussed.

論文

Developments of a LaBr$$_3$$ scintillation detector system for neutron resonance densitometry (NRD)

小泉 光生; 土屋 晴文; 北谷 文人; 原田 秀郎; 高峰 潤; 呉田 昌俊; 瀬谷 道夫; 木村 敦; 飯村 秀紀; Becker, B.*; et al.

Proceedings of INMM 55th Annual Meeting (Internet), 7 Pages, 2014/07

Neutron resonance densitometry (NRD) has been proposed as a method to quantify the amount of special nuclear materials in particle-like debris of melted fuel. The requirements of a $$gamma$$-ray detector system for the NRD measurements are: (1) good energy resolution to identify elements (2) fast response not to be suffocated by the radiation from debris samples and (3) good signal to noise ratio. The quantification of $$^{10}$$B is considered to be the most important for NRD because of its very large neutron cross-sections. However, the Compton peak of the $$gamma$$ rays from $$^{137}$$Cs, which is probably the strongest radioactivity in debris, overlaps the $$^{10}$$B $$gamma$$ peak; and it makes the measurements difficult. We, therefore, designed a well-type LaBr$$_{3}$$ scintillation spectrometer to reduce the Compton peak. The progress of the research and development of the spectrometer is reported.

論文

Development of neutron resonance densitometry

原田 秀郎; Schillebeeckx, P.*; 土屋 晴文; 北谷 文人; 小泉 光生; 高峰 潤; 呉田 昌俊; 飯村 秀紀; 木村 敦; 瀬谷 道夫; et al.

Proceedings of INMM 55th Annual Meeting (Internet), 8 Pages, 2014/07

Neutron resonance densitometry (NRD) has been developed to quantify nuclear materials in particle-like debris of melted fuel formed in severe accidents of nuclear reactors such as Fukushima Daiichi Nuclear Power Plants. NRD is a method combining NRTA (neutron resonance transmission analysis) and NRCA (neutron resonance capture analysis). It relies on neutron TOF technique using a pulsed white neutron source. A specially designed $$gamma$$-ray spectrometer for NRCA has been developed for the characterization of contamination materials mixed with nuclear fuel materials. Achievable accuracy is studied based on Monte Carlo simulations and experimental data measured at the time-of-flight facility GELINA of the EC-JRC-IRMM. Analysis method of NRTA for particle-like debris has been developed by adding a function in a resonance analysis code REFIT. In this contribution, these achievements on NRD for the characterization of nuclear materials mixed with highly radioactive nuclides are reviewed, and its applicability is discussed.

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