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論文

Measurements and parameterization of neutron energy spectra from targets bombarded with 120 GeV protons

梶本 剛*; 執行 信寛*; 佐波 俊哉*; 岩元 洋介; 萩原 雅之*; Lee, H. S.*; Soha, A.*; Ramberg, E.*; Coleman, R.*; Jensen, D.*; et al.

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 337, p.68 - 77, 2014/10

 被引用回数:3 パーセンタイル:61.51(Instruments & Instrumentation)

エネルギー10GeVを超える陽子加速器施設における中性子線量計算の精度検証のために、120GeV陽子入射による厚いターゲット(グラファイト,アルミニウム,銅,タングステン)から生成する中性子エネルギースペクトルを、液体有機シンチレータNE213と飛行時間法を用いて、米国フェルミ国立研究所のTest Beam Facilityにおいて測定した。測定した中性子のエネルギー範囲は25MeVから3GeVとし、測定角度は30, 45, 120, 150$$^{circ}$$の4点とした。また、中性子スペクトルを3つの運動源模型を用いてフィッティングし、スペクトル形状を再現するパラメータを導出した。得られたスペクトルをモンテカルロ粒子輸送計算コードPHITS及びFLUKAの計算結果と比較した。その結果、全てのターゲットと角度において、PHITSによる計算結果は実験値を16-36%過小評価、FLUKAの計算結果は実験値を26-57%過小評価することがわかった。この主な原因として、計算コードの核反応モデルにおいて、120GeV陽子とターゲットの最初の衝突に伴う中性子生成の記述に問題があることがわかった。

論文

Neutron spectroscopic factors of $$^{55}$$Ni hole-states from (p,d) transfer reactions

Sanetullaev, A.*; Tsang, M. B.*; Lynch, W. G.*; Lee, J.*; Bazin, D.*; Chan, K. P.*; Coupland, D.*; Hanzl, V.*; Hanzlova, D.*; Kilburn, M.*; et al.

Physics Letters B, 736, p.137 - 141, 2014/09

 被引用回数:6 パーセンタイル:49.44(Astronomy & Astrophysics)

$$^{55}$$Niの1/2$$^+$$状態は二重閉殻核$$^{56}$$Niの中性子s$$_{1/2}$$軌道が空となった一空孔状態が支配的であると考えられ、したがってその状態の性質は不安定核の殻構造を知る上で重要な情報となる。本論文では、$$^{55}$$Niの1/2$$^+$$状態における一空孔状態の割合となる分光学的因子を測定し、その値を最新の理論計算と比較した結果を報告した。実験はミシガン州立大学の超伝導サイクロトロンを用い、$$p$$($$^{56}$$Ni, $$^{55}$$Ni)$$d$$反応によって調べた。実験の解析の結果、s$$_{1/2}$$の一空孔状態が支配的な1/2$$^+$$状態は3.18MeVに現れ、その分光学的因子は1.0$$pm$$0.2であることがわかった。発表代表者が行った殻模型計算では対応する状態の励起エネルギーが3.75MeVで分光学的因子が1.21と実験値を比較的よく再現するのに対し、グリーン関数による第一原理計算では分光学的因子は1.10と良いものの、励起エネルギーが11.5MeVと実験値からの大きなずれが見られた。

論文

Measurement of thick target neutron energy spectra at 15$$^{circ}$$ and 90$$^{circ}$$ bombarded with 120-GeV protons

岩元 洋介; 佐波 俊哉*; 梶本 剛*; 執行 信寛*; 萩原 雅之*; Lee, H. S.*; Soha, A.*; Ramberg, E.*; Coleman, R.*; Jensen, D.*; et al.

Progress in Nuclear Science and Technology (Internet), 3, p.65 - 68, 2012/10

PHITSコードを含むシミュレーション計算コードの検証のために、米国フェルミ国立加速器研究所のFermilab Test Beam Facility(FTBF)において120GeV陽子入射で60cm厚さのグラファイト,50cm厚さのアルミニウム,20, 40, 60cm厚さの銅,10cm厚さのタングステンのターゲットから生成される中性子エネルギースペクトルの測定を行った。検出器には直径,厚さが12.7cmの液体有機シンチレータNE213を使用し、飛行時間法を用いて中性子エネルギーを導出した。中性子飛行距離を測定角度により5.0-8.0mとした。中性子検出器に付属する高電子増倍管からの生信号(波形)を500nsの時間幅,0.5nsサンプリングでデジタイザー(Agilent-acqiris DC282)を用いて取得した。大強度の入射陽子ビームによる数え落とし補正のために、ビームライン上に設置したプラスチックシンチレータと中性子検出器からの波形の相関を解析した。以上の結果、120GeVの超高エネルギー陽子入射核反応から生成する系統的な中性子エネルギースペクトルを初めて得ることができた。

論文

Novel features of nuclear forces and shell evolution in exotic nuclei

大塚 孝治*; 鈴木 俊夫*; 本間 道雄*; 宇都野 穣; 角田 直文*; 月山 幸志郎*; Hjorth-Jensen, M.*

Physical Review Letters, 104(1), p.012501_1 - 012501_4, 2010/01

AA2009-0693.pdf:0.3MB

 被引用回数:249 パーセンタイル:1(Physics, Multidisciplinary)

近年われわれのグループにより、安定核から不安定核に移動に伴う原子核における殻構造の変化は、モノポール相互作用と呼ばれる二体力の軌道依存性によってよく記述されることがわかった。その依存性の起源の一つとしてスピンに依存するテンソル力があるが、テンソル力を引いた残りの部分はスピン依存性があまりない単純な構造をしていることが見いだされた。さらに、この部分は、1レンジのガウス型中心力によって定量的によく記述されることがpf殻の現実的相互作用との比較からわかった。以上の知見から、核図表全体に適用できる普遍的なモノポール相互作用を提唱し、それを不安定核研究で注目を集めている$$^{78}$$Ni近傍及び$$^{100}$$Sn近傍に適用した結果、知られている実験の殻変化を説明することができ、非常に有望な手法であることがわかった。

論文

3D Simulation of Borehole Breakouts in High-Porosity Sandstone using the Discrete Element Method

Jensen, R.; 坂口 秀*

2004 AGU Fall Meeting, 0 Pages, 2004/00

圧力によって誘発されたボーリング孔壁の崩壊においては、岩石の微細な構造によって、さまざまな機械的挙動や崩壊メカニズムが存在することが知られている。本論では、高い空隙率を持つ砂岩について、三次元DEMコードであるOpen DEMを用いて孔壁の崩壊について数値シミュレーションを行った。DEMモジュールでは近接する粒子にのみ影響する個別粒子を用いる。このため、DEMコードを用いることは、物質が分解する局面における解析を行うに際して大変有利である。この優位性はDEM固有の定式化から派生したものであり、岩石の微細構造の振る舞いにより即したものとなっている。この数値モデルは結合した粒子モデルを用いている。岩石はランダムなサイズの球形粒子の集合体として表わされており、粒子は密集して詰め込まれ、粒子の接点においてお互いが結合している。掘削の行為は、孔壁の場所における粒子を徐々に取り去ることでモデル化した。掘削泥水はモデル化しなかった。このため、掘削泥水によって結合の切れた粒子がフラクチャー内を運搬される洗い出しという現象を計算するために、DEM粒子をマトリックスから離脱させた。シミュレーションの結果として、孔壁の崩壊現象を定性的に描写することができた。

論文

Phenomenon identification and ranking tables (PIRTs) for loss-of-coolant accidents in pressurized and boiling water reactors containing high burnup fuel

Boyack, B. E.*; Motta, A. T.*; Peddicord, K. L.*; Alexander, C. A.*; Andersen, J. G. M.*; Blaisdell, J. A.*; Dunn, B. M.*; Ebeling-Koning, D.*; 更田 豊志; Hache, G.*; et al.

NUREG/CR-6744, 455 Pages, 2001/12

米国原子力規制委員会(NRC)では、安全上重要と考えられる事象について、随時、PIRT(Phenomenon Identification and Ranking Table: 現象の抽出と重要度分類)と呼ばれる活動を行っている。その目的は、対象とする事象における個別の現象をリストアップし、重要度分類表(PIRT)を作成することにあり、(1)問題の定義,(2)目的設定,(3)対象とするプラントの設定,(4)事象の定義,(5)パラメータの定義,(6)入手可能な全ての実験データ・解析結果の収集,(7)想定シナリオの設定,(8)シナリオの時系列区分,(9)機器・要素別区分,(10)現象の抽出,(11)重要度分類(PIRTの作成),(12)感度解析,(13)報告書作成,の各段階で進められる。最大の特徴は、重要度分類などの判断を下す際に、構成員による多数決方式を採るところにある。本報告書は、冷却材喪失事故時における高燃焼度燃料の挙動に関するPIRT活動の結果をまとめたものである。

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