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論文

Neutron emission spectrum from gold excited with 16.6 MeV linearly polarized monoenergetic photons

桐原 陽一; 中島 宏; 佐波 俊哉*; 波戸 芳仁*; 糸賀 俊朗*; 宮本 修治*; 武元 亮頼*; 山口 将志*; 浅野 芳裕*

Journal of Nuclear Science and Technology, 57(4), p.444 - 456, 2020/04

https://doi.org/10.1080/00223131.2019.1691073
 被引用回数：7 パーセンタイル：61.94(Nuclear Science & Technology)

兵庫県立大学ニュースバル放射光施設ビームラインBL01において、$$16.6pm0.2$$MeVの単色直線偏光光子ビームを$$^{197}$$Auへ照射したときの中性子放出スペクトルを、飛行時間法により測定した。これより光核反応によって生成される2成分の中性子スペクトルを測定した。このうちの1つ成分(A)は、4MeVまでのエネルギーであり蒸発に類似したスペクトル形状を示した。もう一方の成分(B)は、4MeV以上のエネルギーでありバンプに類似したスペクトル形状を示した。中性子の放出強度において、成分(A)は角度依存は見られなかったが、成分(B)は偏光と検出器方向を成す角度$$Theta$$の関数として、$$a+bcos(2Theta)$$の関係を示すことがわかった。

論文

Measurement of angular dependent neutron production from thick target bombarded with 140-MeV protons

岩元 洋介; 佐藤 大樹; 萩原 雅之*; 岩瀬 宏*; 桐原 陽一*; 八島 浩*; 中根 佳弘; 中島 宏; 中村 尚司*; 民井 淳*; et al.

Nuclear Technology, 168(2), p.340 - 344, 2009/11

https://doi.org/10.13182/NT09-A9205
 被引用回数：5 パーセンタイル：35.97(Nuclear Science & Technology)

陽子・重イオン線によるがん治療施設や加速器によるホウ素中性子捕捉療法施設の中性子遮蔽詳細設計では、粒子・重イオン輸送計算コードPHITSをはじめ各種のモンテカルロ輸送計算コードがよく用いられている。これら設計計算コードを高い信頼度で使用するためには、これらの計算コードの精度検証が必要である。そこで、実験データが少ない0度及び90度方向、並びに実験施設の制約から実験データが全くない180度方向の厚いターゲットからの中性子生成の角度・エネルギー分布のデータを、大阪大学核物理研究センターRCNPのサイクロトロンに設置された飛行時間法のコースで測定を行った。入射陽子のエネルギーは140MeVであり、ターゲットは炭素,アルミニウム,鉄及び鉛である。PHITSコード単独及び評価済核データとの併用時の計算結果は、0度及び90度の実験結果に対して鉛ターゲットを除いてよく一致した。

論文

Measurement of thick target neutron yields at 0$$^{circ}$$ bombarded with 140, 250 and 350 MeV protons

岩元 洋介; 谷口 真吾*; 中尾 徳晶*; 糸賀 俊朗*; 八島 浩*; 中村 尚司*; 佐藤 大樹; 中根 佳弘; 中島 宏; 桐原 陽一*; et al.

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 593(3), p.298 - 306, 2008/08

https://doi.org/10.1016/j.nima.2008.05.013
 被引用回数：12 パーセンタイル：61.74(Instruments & Instrumentation)

陽子がフルストップする厚さのグラファイト,アルミニウム,鉄及び鉛に140, 250及び350MeVの陽子が入射したときに0度方向に放出される中性子のエネルギースペクトルを大阪大学核物理研究センターRCNPの中性子TOF室で測定を行った。中性子エネルギーは飛行時間法により導出し、10MeVから陽子入射エネルギーまでのスペクトルデータを得た。実験結果との比較のために、評価済み核データJENDL-HEとLA150,核内カスケードモデルISOBAR,LAHETを用いたモンテカルロ計算コードPHITS, MCNPXでシミュレーション計算を行った。250, 350MeV陽子入射のグラファイトターゲットの場合を除いて、すべての計算結果は実験データを全体的によく再現することがわかった。

口頭

ボロンナノベルトの電気伝導における放射線照射の影響

桐原 和大*; 川口 建二*; 清水 禎樹*; 佐々木 毅*; 越崎 直人*; 木村 薫*; 山田 洋一; 山本 博之; 社本 真一

no journal, , 

同位体ボロン$$^{10}$$Bは熱中性子に対して大きな吸収を示し、原子炉の遮蔽材や中性子検出器等に用いられる。今回われわれは、ボロンのナノ構造体である$$^{10}$$Bを濃縮したボロンナノベルト(BNB)を作製し、BNBの電気抵抗に及ぼす熱中性子線照射の影響を調べることにより、ナノスケールの放射線検出を試みた。BNBはレーザーアブレーション法で作製した。電子線リソグラフィーにより、BNB1本(厚さ20nm,幅150nm,長さ10$$mu$$m)の両端にNi/Au微細電極を加工した熱酸化Si基板を用意した。これを原子炉JRR-3Mにて、一定の電圧を印加しつつ中性子を照射し(線束10$$^{8}$$cm$$^{-2}$$$$cdot$$s$$^{-1}$$)、その際の電流変化を測定した。また、Cd板を介して中性子線を$$gamma$$線に変換して照射する実験も行った。その結果、中性子照射と$$gamma$$線照射のいずれの場合も同様に、照射時に数10分かけて伝導率が約18%上昇し、照射後は同じ時間で元の値に減衰した。熱中性子に対するBNB内部の核変換数に応じた変化でなく、$$gamma$$線による電気抵抗変化を検出していると思われる。

口頭

ボロンナノベルトによる放射線検出

桐原 和大*; 川口 建二*; 清水 禎樹*; 佐々木 毅*; 越崎 直人*; 木村 薫*; 山田 洋一; 山本 博之; 社本 真一

no journal, , 

われわれは、ボロンナノ構造体である単結晶ボロンナノベルト(BNB)を無触媒で作製し、ボロンの有する大きな熱中性子吸収断面積という特徴を活かし、他の半導体ナノワイヤでは実現不可能な、ナノスケール放射線センサの開発を目指している。熱酸化Si基板上に乗せた同位体濃縮BNB($$^{10}$$B, 99%)の両端に電子線リソグラフィーで微細電極を加工した後、原子炉JRR-3で、一定の電圧を印加しながら、中性子(線束10$$^{8}$$cm$$^{-2}$$ s$$^{-1}$$)照射時の電流変化を測定した。Cd板を介して中性子線を$$gamma$$線に変換して照射する実験も行った。その結果、中性子照射と$$gamma$$線照射のいずれの場合も同様に、照射時に約1時間かけて伝導率が約20%上昇し、照射後は同じ時間で元の値に減衰した。これらの結果は、$$gamma$$線による電気抵抗変化を検出していると思われる。さらに、中性子核変換数を5桁増やした中性子照射(線束3$$times$$10$$^{13}$$cm$$^{-2}$$ s$$^{-1}$$,照射時間6s)を、原子炉JRR-4で行った結果、BNBのコンダクタンスは、照射前より2$$sim$$8倍大きくなった。この増加は中性子核反応によるものであり、キャリアの移動度の増加が支配的要因である可能性が、電界効果特性から示唆された。

口頭

Effect of neutron irradiation on the electrical transport of boron nanobelt devices

桐原 和大*; 川口 建二*; 清水 禎樹*; 佐々木 毅*; 越崎 直人*; 木村 薫*; 山田 洋一; 山本 博之; 社本 真一

no journal, , 

ボロンナノ構造体である単結晶ボロンナノベルト(BNB)を無触媒で作製し、ボロンの有する大きな熱中性子吸収断面積という特徴を生かし、ほかの半導体ナノワイヤでは実現不可能な、ナノスケール放射線センサの開発を試みた。熱酸化Si基板上に乗せた同位体濃縮BNB($$^{10}$$B, 99%)の両端に電子線リソグラフィーで微細電極を加工した後、原子炉JRR-3Mで、一定の電圧を印加しながら、中性子(線束10$$^{8}$$cm$$^{-2}$$s$$^{-1}$$)照射時の電流変化を測定した。Cd板を介して中性子線を$$gamma$$線に変換して照射する実験も行った。その結果、中性子照射と$$gamma$$線照射のいずれの場合も同様に、照射時に約1時間かけて伝導率が約20%上昇し、照射後は同じ時間で元の値に減衰した。これらの結果は、$$gamma$$線による電気抵抗変化を検出していると思われる。さらに、中性子核変換数を5桁増やした中性子照射(線束3$$times$$10$$^{13}$$cm$$^{-2}$$s$$^{-1}$$,照射時間6s)を行った結果、BNBのコンダクタンスは、照射前より2$$sim$$8倍大きくなった。この増加は中性子核反応によるものであり、キャリアの移動度の増加が支配的要因である可能性が、電界効果特性から示唆された。

口頭

逆コンプトン光を利用した光中性子スペクトル測定

桐原 陽一; 波戸 芳仁*; 佐波 俊哉*; 糸賀 俊朗*; 中島 宏; 宮本 修治*; 浅野 芳裕*

no journal, , 

これまで原子核内の核子の挙動を知る手段として、光核反応による放出中性子エネルギースペクトルの測定が多く行われているが、光源としては主に電子加速器からの制動放射を利用しているため、単色性などに難点があった。近年、加速器とレーザー物理の発展により、レーザー逆コンプトン散乱(LCS)$$gamma$$線が利用可能となり、単色性が良く、かつ、任意の方向に偏光したLCS$$gamma$$線を比較的容易に用いることができるため、特徴を生かした光核反応実験が可能となった。これまでのLCS$$gamma$$線を利用した光核反応実験では、入射LCS$$gamma$$線の偏光方向に対する放出中性子の角度分布には着目しているが、偏光方向に依存した放出中性子エネルギースペクトルについては言及されていない。よって、我々はLCS$$gamma$$線が利用できるNewSUBARU放射光施設において、十数MeV程度の直線偏光光子及び円偏光光子をターゲットに照射し、光核反応による放出中性子エネルギースペクトルを測定した。本講演では、この測定で得られた、偏光光子による放出中性子スペクトルの角度依存、非偏光光子における放出中性子の直接過程成分の角度分布、放出中性子スペクトルの入射光子に対するエネルギー依存性について報告する。

口頭

イントラネットを利用した放射線測定機器に関する情報公開

増山 康一; 石井 大輝; 瀧 功聖; 桐原 陽一; 仁平 敦; 橘 晴夫; 川崎 克也

no journal, , 

日本原子力研究開発機構原子力科学研究所放射線管理部線量管理課では、研究所で使用するサーベイメータ約1000台、並びに環境放射線モニタ、施設放射線モニタ等の放射線測定機器約600台について定期点検、校正及び修理等の維持管理業務を一括で担当している。我々は、区域放射線関係者の利便性向上や少しでも機器の故障を減らす目的で、定期点検校正の計画や放射線測定機器の過去の故障内容を洗い出した結果について、イントラネットを利用し研究所内に公開している。本発表では、公開している情報及び今後の展開等を報告する。

口頭

Photon energy dependence of photo-neutron production from the $$^{197}$$Au($$gamma$$,xn) reaction

Tran, T. K.*; 佐波 俊哉*; 山崎 寛仁*; 糸賀 俊朗*; 坂木 泰仁*; Nguyen, L. T. T.*; 桐原 陽一; 中島 宏*; 宮本 修治*; 浅野 芳裕*

no journal, , 

これまでに16.6MeV偏光光子を用いた$$^{197}$$Au($$gamma$$, n)反応での中性子生成エネルギースペクトルはKiriharaらによって測定されており、スペクトルには蒸発成分と直接成分が観測され、直接成分は角度依存性があることが示されたが、これらスペクトル成分の入射光子エネルギー依存性については言及されていない。そこで本研究では、入射光子のエネルギー依存性を理解するために、兵庫県立大学ニュースバル放射光施設ビームラインBL01において14, 17, 20MeVの偏光光子を用いて、$$^{197}$$Au($$gamma$$, xn)反応における二重微分断面積の測定を行った。結果、どの入射エネルギーにおいても蒸発成分と直接成分が観測され、入射光子のエネルギーが高いほど生成される中性子の最大エネルギーは高くなることが示された。また、生成中性子の蒸発成分のエネルギー分布の傾きは入射光子エネルギーが高くなるほど緩やかになることが観測された。発表では、エネルギー依存性についてより具体的な議論を行う。

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