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論文

JRR-3のユーザー支援と利用促進

松江 秀明

波紋, 31(1), p.3 - 4, 2021/02

https://doi.org/10.5611/hamon.31.1_3

日本中性子科学会「波紋」編集委員会からの「今後のJRR-3の運営体制やユーザー対応等について」投稿をお願いしたいとの依頼に基づいて波紋2月号「特集記事」(2021年2月10日発行予定)に投稿するものであり、2021年2月に運連再開を予定している研究炉JRR-3の耐震補強工事等の進捗とJRR-3ユーザーズオフィスを中心とした利用者支援体制と中性子利用促進活動について紹介を行った。

論文

JRR-3の多彩な中性子利用とユーザーフレンドリーな供用体制の構築を目指して

松江 秀明

放射線(インターネット), 45(2), p.77 - 88, 2019/07

日本原子力研究開発機構が有する研究炉JRR-3は、中性子を利用するための熱出力20MWの研究用原子炉である。平成23年3月11日の東日本大震災後に制定された新規制基準への対応のために運転を停止しているが、ラジオグラフィによる可視化、放射化分析による元素分析、回折測定による構造解析など非破壊検査から構造解析まで様々な分野で、多彩な学術研究、産業応用に広く利用されてきた。本報告では、平成32年度に運転再開を目指すJRR-3の多彩な炉内照射利用、中性子ビーム利用のうち、大学側が装置を有していない即発ガンマ線分析,中性子ラジオグラフィ,中性子残留応力測定等について紹介するとともに、中性子利用者のためのワンストップ窓口を目指すJRR-3ユーザーズオフィスの取組みについて紹介する。

論文

Prompt $$gamma$$-ray measurement facilities at Japan Research Reactor-3 (JRR-3)

古高 和禎; 藤 暢輔; 松江 秀明

IAEA-TECDOC-1743, Annex (CD-ROM), p.29 - 32, 2014/07

この論文では、研究3号炉の中性子ビームラインに設置された2つの即発$$gamma$$線測定施設であるPGA及びMPGA実験装置の現状について簡潔に記す。それぞれの装置について、ビームライン及び照射試料保持機構の構造、照射位置での中性子強度、そして用いられている$$gamma$$線検出器に関する情報を記した。

論文

Mercury and gold concentrations of highly polluted environmental samples determined using prompt $$gamma$$-ray analysis and instrument neutron activation analysis

大澤 崇人; 初川 雄一; Appel, P. W. U.*; 松江 秀明

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 269(8), p.717 - 720, 2011/04

https://doi.org/10.1016/j.nimb.2011.01.129
 被引用回数：16 パーセンタイル：74.81(Instruments & Instrumentation)

発展途上国で行われている小規模金採鉱では多量の水銀が使用されているため、水銀の環境汚染が問題視されている。われわれは水銀汚染問題を解決するために、即発$$gamma$$線分析と放射化分析を組合せて廃鉱中の汚染状況と金の濃度を定量するための方法を確立した。この方法は世界的環境汚染問題の解決に大きく資することができる。

論文

Carbon-14 analysis in solidified product of non-metallic solid waste by a combination of alkaline fusion and gaseous CO$$_{2}$$ trapping

石森 健一郎; 亀尾 裕; 松江 秀明; 大木 善之*; 中島 幹雄; 高橋 邦明

Applied Radiation and Isotopes, 69(2), p.506 - 510, 2011/02

https://doi.org/10.1016/j.apradiso.2010.10.014
 被引用回数：6 パーセンタイル：43.25(Chemistry, Inorganic & Nuclear)

非金属性の低レベル放射性固体廃棄物を溶融処理して作製される溶融固化体中の$$^{14}$$Cについて簡易・迅速な分析法を確立するために、試料分解法としてアルカリ融解を組合せた放射化学分析を検討した。熱中性子照射による$$^{14}$$N(n,p)$$^{14}$$C核反応を利用して作製した$$^{14}$$C含有模擬溶融固化体の分析を行い、燃焼法を用いる従来の分析法と結果を比較した。アルカリ融解を用いる本法において模擬溶融固化体から$$^{14}$$Cを精度よく定量的に回収されたことから、従来法よりも$$^{14}$$Cを効率的に分離することができ、溶融固化体の分析法として優れていることがわかった。

論文

A Facility for measurements of (n,$$gamma$$) cross-sections of a nucleus in the range 0.008 $$leq$$ $$E_{rm n}$$ $$<$$ 20 MeV

瀬川 麻里子; 藤 暢輔; 原田 秀郎; 北谷 文人; 小泉 光生; 初川 雄一; 深堀 智生; 松江 秀明; 大島 真澄; 谷村 嘉彦; et al.

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 618(1-3), p.153 - 159, 2010/06

https://doi.org/10.1016/j.nima.2010.03.127
 被引用回数：2 パーセンタイル：21.63(Instruments & Instrumentation)

keV-MeV領域における中性子捕獲反応断面積の精密データは宇宙で進行する元素合成模型構築のための知見を得ることができ、また値そのものが革新的な原子力システムの開発に極めて重要であると知られている。そこで本研究は、日本原子力研究開発機構・放射線標準施設に中性子捕獲反応断面積の精密測定が可能な新しい実験システムを構築した。このシステムは放射線標準施設・ペレトロン加速器から供給されるパルス化陽子によって生成される8keV-20MeV領域の中性子捕獲反応で生じる即発$$gamma$$線を、大立体角・高エネルギー分解能を持つアンチコンプトン型のNaI(Tl)検出器を用いTOF法で測定する。本研究では新たに構築した上述のシステムを用い$$^{206,207}$$Pb(n,g)反応における幾つかの共鳴状態からの$$gamma$$線を測定することで、keV領域の中性子捕獲反応断面積の精密測定を行う同システムの精度を実験的に検証した。

論文

量子ビームを用いた非破壊プロファイリング

山本 博之; 江坂 文孝; 松江 秀明; 笹瀬 雅人*

ぶんせき, 2009(11), p.612 - 618, 2009/11

https://ci.nii.ac.jp/naid/10026786005

あらゆる物質について元素・化学結合・量・位置に関する情報が「その場」において瞬時・非破壊・高精度・簡易、さらに再現性よく得られれば、それは分析の終点とも言える。もしそのような情報に到達すれば、物質の現時点を明らかにできるだけでなく、「未来」を精度よく判断,予測することにもつながる。近年の材料作製技術の進捗についてはよく知られている通り、原子レベルの細工が可能となってきている。当然これらの作製技術に対応する分析技術も必要となる。本稿では、「量子ビーム」を利用した幾つかの分析の現状、特に表面から内部にいたる非破壊プロファイリングを中心に紹介するとともに、これと相補的に用いることにより情報の精度・正確さを向上させるために用いられる実験室規模の各種励起源による解析についても記述した。これらの現状をもとに、量子ビームと分析の将来を展望した。

論文

Development of three-dimensional prompt $$gamma$$-ray analysis system

瀬川 麻里子; 松江 秀明; 呉田 昌俊

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 605(1-2), p.54 - 56, 2009/06

https://doi.org/10.1016/j.nima.2009.01.127
 被引用回数：2 パーセンタイル：20.79(Instruments & Instrumentation)

本研究では、中性子を試料に照射しその際に放射される即発$$gamma$$線を利用した従来のバルク分析法(neutron induced Prompt $$gamma$$-ray Analysis)に加え新たにコンピュータ断層撮影解析技術(CT)を導入することによって、試料の内部構造情報と同時に多元素分布情報を3次元的に得られる新しい分析技術(PGACT)の開発に成功した。PGACTは物質に対し高い透過力を持つ中性子を入射ビームとして用いるため、試料内部の元素分布情報を非破壊で得られるという特徴を有する。また蛍光X線分析では難しい水素,ホウ素,ケイ素等の軽元素及びカドミウムや水銀等の有害元素に高い感度を持つ。以上から、本分析技術は材料構造・環境・考古学分析など、非破壊分析が望まれる広い分野への技術応用が期待できる。本講演ではPGACTシステム開発及びJRR3熱中性子ポートにて行ったPGACT・3次元構造及び元素分布可視化構築実証実験の結果について発表する。

論文

Neutron activation analysis of trace elements in Japanese hormesis cosmetics

古田 悦子*; 中原 弘道*; 初川 雄一; 松江 秀明; 坂根 仁*

Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, 278(3), p.553 - 557, 2008/12

https://doi.org/10.1007/s10967-008-1004-0
 被引用回数：6 パーセンタイル：39.44(Chemistry, Analytical)

日本ではインターネットを通して販売されている化粧品の一部に、放射線ホルミシス効果を謳った商品がある。放射線ホルミシス効果とは、低線量放射線によって、高線量で起こる障害とは異なるプラスの刺激効果が生じることを指す。低線量放射線生体影響の評価が各種研究機関において行われてきているが、そのほとんどは、X線照射による小型動物あるいは細胞レベルでの研究である。放射線ホルミシス効果があるとする化粧品の場合、放射性同位元素(RI)を含む可能性が高い。RIによるホルミシス効果の研究は進んでいるとはいえない。本研究は、INAA, NAAMG, PGAA, SEM-EDXによるホルミシス化粧品の成分分析、及び、放射線源による人体影響について評価検討を行うことを目的とする。

論文

中性子即発ガンマ線分析法を用いたコンクリート防波堤の塩化物イオン濃度の非破壊分析

松江 秀明; 坂根 仁*

コンクリートテクノ, 27(2), p.9 - 12, 2008/02

https://cir.nii.ac.jp/crid/1520010380724692992

原子力機構では、原子炉等から得られる中性子を研究者のみならず、企業の皆さんにも広く利用していただけるよう、中性子産業利用促進活動を行っている。平成18年度からは、初心者を対象に中性子利用の促進を図ることを目的とする文部科学省の事業として「中性子利用技術移転推進プログラム」を開始した。即発ガンマ線分析装置もこのプログラムに積極的に参加しており多くの新たなユーザーに即発ガンマ線分析を利用していただいた。こうした新規の利用者に中性子利用の有効性や簡便さを認識していただくことができ、さらには、具体的な研究成果としても、今回ご紹介する波打ち際のコンクリート中の塩分濃度の非破壊分析など、産業利用の呼び水と成りうるデータも出てきた。本報告では、即発ガンマ線分析法をコンクリート及び建築業界の関係者に紹介するとともに、即発ガンマ線分析によるコンクリート中の非破壊塩分分析について紹介する。

論文

Role of multiparticle-multihole states in $$^{18,19}$$O in thermal neutron capture of $$^{18}$$O

永井 泰樹*; 瀬川 麻里子; 大崎 敏郎*; 松江 秀明; 武藤 一雄*

Physical Review C, 76(5), p.051301_1 - 051301_6, 2007/11

https://doi.org/10.1103/PhysRevC.76.051301
 被引用回数：9 パーセンタイル：55.92(Physics, Nuclear)

陽子数・中性子数が魔法数8の二重閉殻核である酸素16に中性子が2個加わった$$^{18}$$Oの基底状態の構造は、酸素16の芯の周りを2個の中性子が運動する成分に加え2粒子4孔状態の成分が10%程度混在していることが知られている。さらにこの酸素18に1個中性子が加わった$$^{19}$$Oの96keVにある第一励起状態はスピンパリティーが3/2$$^{+}$$の($$d$$$$_{(5/2)}$$)$$^{3}$$粒子状態という極めて特異な状態であることが過去の研究から知られている。そこで本研究では$$^{18}$$Oの熱中性子捕獲反応で上記特異な性質がどのような影響をもたらすかを研究した。その結果、反応後即発的に放出される複数のE1(電気双極子)遷移$$gamma$$線のうち、捕獲状態からそれぞれ18keV低い状態(3/2$$^{-}$$)と729keV低い状態(1/2$$^{-}$$)への遷移を比較すると前者のほうが20万倍大きいこと、さらにこの3/2$$^{-}$$状態からの遷移は、基底状態の5/2$$^{+}$$($$d$$$$_{5/2}$$)より96keVの3/2$$^{+}$$状態($$d$$$$_{5/2}$$)$$^{3}$$への方が6倍も遷移しやすいことを突き止めた。これら異常な$$gamma$$線遷移の観測は世界初の発見である。この研究により中間状態の3/2$$^{-}$$状態が、20年前に予言され長年に渡りその検証が待たれていた課題であった1粒子4孔状態であることを初めて解明できた。

論文

中性子を利用した非破壊元素組成分析

松江 秀明; 丹治 輝; 宮田 賢; 安田 良; 松林 政仁; 中西 友子

第5回放射線による非破壊評価シンポジウム講演論文集, p.45 - 48, 2005/02

中性子即発$$gamma$$線分析(PGA)あるいは中性子放射化分析(NAA)など中性子を利用する分析法は、非破壊多元素同時定量の特徴を持っていることから、各種材料中不純物の分析など産業界の幅広い分野において中性子利用を図るうえで重要である。本講演では、原研におけるPGA・NAAの現状,現在われわれが研究を進めている比較標準試料を必要としないPGAとNAAの定量法であるk$$_{0}$$法の開発研究とその応用の話題を中心に紹介する。

論文

中性子ラジオグラフィによる原子力燃料・材料の内部観察

安田 良; 松林 政仁; 仲田 祐仁; 松江 秀明; 中西 友子

第5回放射線による非破壊評価シンポジウム講演論文集, p.31 - 34, 2005/02

中性子ラジオグラフィは、照射済燃料・材料の健全性評価を行うための照射後試験の有効な非破壊試験ツールである。特に、中性子CT法,イメージングプレート法は、3次元情報の取得,組成の定量評価等を可能にし、より高次な情報を抽出することができると考えられる。本稿では、中性子CT法及びイメージングプレート法の照射後試験への有効性を検討するために行った未照射の燃料・材料を用いて試験の結果について報告する。

論文

茨城県における中性子産業利用促進への取組み,非破壊分析・可視化研究会

松林 政仁; 安田 良; 丹治 輝; 宮田 賢; 松江 秀明; 中西 友子

第5回放射線による非破壊評価シンポジウム講演論文集, p.35 - 36, 2005/02

茨城県では平成16年に中性子の産業利用を促進するための中性子利用促進研究会が立ち上げられた。その中の個別研究会として「非破壊分析・可視化研究会」があり、中性子を利用した即発$$gamma$$線分析法による非破壊微量分析及び中性子ラジオグラフィによる非破壊可視化をテーマに地域企業を対象として講義,講演などを通じた啓蒙活動並びにモデル実験に取り組んでいる。本発表ではこれまでの研究会の活動を紹介する。

論文

${it k}$$$_{0}$$-中性子即発$$gamma$$線分析による土壌及び底質標準物質の多元素定量

松江 秀明; 米澤 仲四郎

分析化学, 53(7), p.749 - 751, 2004/07

https://doi.org/10.2116/bunsekikagaku.53.749
 被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Chemistry, Analytical)

${it k}$$$_{0}$$法に基づく中性子即発$$gamma$$線分析法(${it k}$$$_{0}$$-PGA)により、日本分析化学会が調製した金属添加褐色土標準物質(JASC401),森林土壌標準物質(JASC411)及び独立行政法人産業技術総合研究所計量標準総合センター(NMIJ/AIST)が調製した海底質標準物質(NMIJ CRM 7302-a)及び湖底質標準物質(NMIJ CRM 7303-a)の多元素定量を行った。${it k}$$$_{0}$$-PGAでは、元素の相対濃度が求められるが、絶対濃度は直接求められない。このため、標準添加法によりTiの定量を行い、これをもとに、${it k}$$$_{0}$$-PGAによりそのほかの元素の絶対濃度を求めた。その結果、試料に応じて、11$$sim$$15元素を定量することができ、分析値は、認証値あるいは参考値とほぼ10%以内で一致した。

論文

The Recommended k$$_{0}$$-factors for neutron-induced prompt $$gamma$$-ray analysis and the prompt $$gamma$$-ray emission probabilities

松江 秀明; 米澤 仲四郎

Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, 262(1), p.49 - 55, 2004/07

https://doi.org/10.1023/B:JRNC.0000040853.53889.34
 被引用回数：9 パーセンタイル：52.01(Chemistry, Analytical)

これまでに原研JRR-3Mの冷及び熱中性子ビームで測定された即発$$gamma$$線分析用のk$$_{0}$$係数のうち、中性子スペクトルの影響が無くPGAによる分析が有効な24元素について合計81本のk$$_{0}$$係数の推奨値を統計処理により求めた。得られたk$$_{0}$$係数の推奨値から正確なデータが得られている原子量,同位体存在比,熱中性子断面積を使用し、即発$$gamma$$線放出率のデータを求めた。得られた$$gamma$$線放出率をENSDFと比較した結果、両データの標準偏差はENSDFに近年の測定値が反映されたCaまでの軽元素では$$pm$$10%とよく一致したが、古いデータが含まれる重元素では$$pm$$40%と大きな違いが見られた。

論文

${it k}$$$_{0}$$法による中性子放射化分析

米澤 仲四郎; 松江 秀明

ぶんせき, 2004(2), p.75 - 82, 2004/02

https://ci.nii.ac.jp/naid/10012041893

比較標準試料を用いることなく、1または数個の中性子束モニターによって多元素を定量する${it k}$$$_{0}$$法が中性子放射化分析の定量法として注目されている。${it k}$$$_{0}$$法は中性子束モニターと元素の放射化に関与する核データを複合した${it k}$$$_{0}$$係数を使用して多元素を定量する方法で、中性子照射場と$$gamma$$線検出器を校正することにより4%の正確さで定量することができる。本稿では、${it k}$$$_{0}$$法の原理,分析方法、そして現状を紹介する。

論文

Measurement and evaluation of k$$_{0}$$ factors for PGA at JAERI

松江 秀明; 米澤 仲四郎

Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, 257(3), p.565 - 571, 2003/09

https://doi.org/10.1023/A:1025492615803
 被引用回数：7 パーセンタイル：45.43(Chemistry, Analytical)

中性子即発$$gamma$$線分析(PGA)は、他の方法では困難なH,B,N,S等の軽元素を含む多元素を非破壊で定量することができる。PGAの元素定量法として、元素の相対感度比を検出効率で規格化して求められた汎用的な校正係数(k$$_{0}$$係数)によって多元素を定量するk$$_{0}$$法を開発した。JRR-3Mの冷及び熱中性子ビームを使用し、Clを内標準とする27元素のk$$_{0}$$係数を3%の精度で測定した。得られたk$$_{0}$$係数の正確さを、(1)他の施設で測定された係数との比較,(2)計算値との比較,(3)標準物質の分析によって評価した。その結果、大部分の1/v元素では10%以下であった。Cd,Sm等の非1/v元素は中性子スペクトルの影響を受け、装置間で10%以上の違いが認められた。今後これらの元素について中性子スペクトルの補正法の開発が必要である。開発したk$$_{0}$$-PGA法を各種標準物質の分析に応用した。

論文

Neutron spectrum correction of k$$_{0}$$-factors for k$$_{0}$$-based neutron-induced prompt $$gamma$$-ray analysis

松江 秀明; 米澤 仲四郎

Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, 255(1), p.125 - 129, 2003/01

https://doi.org/10.1023/A:1022244217832
 被引用回数：8 パーセンタイル：49.44(Chemistry, Analytical)

k$$_{0}$$-中性子即発$$gamma$$線分析法(k$$_{0}$$-PGA)は、内標準法に基づき、比較標準試料を使用しないで多元素を正確に定量できる。われわれはk$$_{0}$$-PGAの検討を行い、27元素のk$$_{0}$$係数を測定してきた。k$$_{0}$$係数は他の施設でも共用でき、核データからも計算可能である。しかし、現在利用可能な核データ集としてLoneのデータがあるが、十分ではない。このため、昨年度よりIAEAの主催する国際共同研究「中性子即発$$gamma$$線分析のためのデータベースの開発」においてk$$_{0}$$係数の測定,及び必要な核データの評価が始められた。その一環として、ハンガリー同位体及び表面化学研究所(IKI)のグループが79元素のk$$_{0}$$係数を報告し、また、ローレンス・バークレイ国立研究所(LBNL)及びIKI共同で軽元素の核データが公開された。本研究では、演者らの測定値とIKIのk$$_{0}$$係数,LBNL-IKI及びLoneのデータから計算したk$$_{0}$$係数を比較しk$$_{0}$$係数の正確さの評価を行った。

論文

Non-destructive determination of trace amounts of iodine in biological samples by epithermal neutron activation and Compton suppression $$gamma$$-ray spectrometry

米澤 仲四郎; 松江 秀明; 湯川 雅枝*

Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, 255(1), p.105 - 109, 2003/01

https://doi.org/10.1023/A:1022235916015
 被引用回数：5 パーセンタイル：36.49(Chemistry, Analytical)

放射線防護,栄養学及び生物の代謝研究等において重要な、微量ヨウ素を正確に分析するため、熱外中性子放射化とコンプトンサプレッション$$gamma$$線スペクトロメトリーによる非破壊定量法の検討を行った。分析は、試料をJRR-4の気送管照射設備で熱外中性子照射し、直ちにGe-BGO検出器を使用したコンプトンサプレッション型$$gamma$$線スペクトロメーターによって$$gamma$$線を測定する方法によって行った。熱外中性子照射により、微量ヨウ素の定量に妨害する$$^{38}$$Clと$$^{24}$$Naの生成量とそのコンプトンバックグラウンド計数値が大幅に抑制され、ヨウ素の検出限界は通常の熱中性子放射化と$$gamma$$線測定では2600ppbであるのに対し、熱外中性子放射化により450ppb、さらにコンプトンサプレッション測定により14ppbまで改善することができた。確立した分析法により、甲状腺,食事試料,ミルク粉末,牛の筋肉等の各種生体試料中の数十ppb以上のヨウ素を定量した。

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