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論文

Overview of JENDL-4.0/HE and benchmark calculations

国枝 賢; 岩本 修; 岩本 信之; 湊 太志; 岡本 力; 佐藤 達彦; 中島 宏; 岩元 洋介; 岩元 大樹; 北谷 文人; et al.

JAEA-Conf 2016-004, p.41 - 46, 2016/09

加速器を用いた種々のアプリケーションを開発・設計するための基礎データとして、中性子や陽子入射の高エネルギー核データを整備する必要がある。本研究では、光学モデルや前平衡モデル計算における最新の知見を投入してJENDL/HE-2007の見直しを行うと共に、特に医療分野で需要の高い$$^{6,7}$$Liや$$^{9}$$Be等の核種を新たに加えて、約130核種に対する200MeVまでの中性子・陽子核データライブラリJENDL-4.0/HEを完成させた。本発表においては、ライブラリの概要を説明すると共に、粒子輸送計算コードPHITSやMCNPXを用いた中性子透過計算等における積分検証結果を中心に報告する。

論文

Photonuclear data file

岩本 信之; 小迫 和明*; 村田 徹*

JAEA-Conf 2016-004, p.53 - 58, 2016/09

光核反応データは電子加速器の遮へい設計のみならず、非破壊検査や高エネルギー$$gamma$$線治療分野においても利用が期待される。日本では評価済光核反応データファイルとしてJENDL/PD-2004が68核種の核データを収納し公開されているが、この公開以降の多様なニーズに応えるために新しい光核データファイルの開発が始まった。この開発では二つの評価手法が採られており、安定なLiからCaまでの核種に対しては低入射光子エネルギーにおいて共鳴成分が見られるため、測定値と核構造データをベースに評価が行われた。また、軽核の高エネルギー領域及びCaより重い核種については、核反応計算コードALICE-F及びCCONEを用いて巨大双極子共鳴や準重陽子分解モデルを基に光中性子断面積を評価した。核データには入射光子エネルギーとして140MeVまでの光吸収断面積、粒子生成イールド、核種生成断面積及び放出粒子のエネルギー・角度微分断面積が収納してある。この新光核反応データファイルは181核種の核データを収納した標準版に加え、応用性を考慮して、ALICE-Fコードの系統計算による2500核種に及ぶ核データを追加した拡張版も整備し、公開予定である。

論文

$$^{3}$$H photonuclear data evaluation and preliminary study of reduction of $$^{3}$$H density in waste water by photon irradiation

村田 徹*; 小迫 和明*; 岩本 信之

JAEA-Conf 2016-004, p.153 - 158, 2016/09

$$^{3}$$Hの光核反応データはFaul et al.によって測定されており、これらのデータを$$^{3}$$Heにおける光核反応評価と同様のモデルで解析し、中性子、陽子、重陽子生成断面積及び放出スペクトルを導出した。この評価データは新しいJENDL光核反応データファイルに収納される予定である。また、中性子生成断面積を基に、電子線加速器を用いた光子照射により汚染水中の$$^{3}$$Hを減容するためのフィージビリティ・スタディを実施した。制動放射による光子のエネルギーと角度分布は、試料での入射電子の多重散乱効果を考慮して、Hisdalのモデルにより評価した。発表では、いくつかの放出角度での光子エネルギースペクトル及び$$^{3}$$H$$(gamma$$,n)+($$gamma$$,2n)断面積の予備結果を示す。10mA$$times$$100秒で作られた前方方向への光子ビームを使って50cm厚の汚染水試料に照射した場合、概算では$$^{3}$$Hが2$$sim$$3%程度減容できると期待される。

論文

Evaluation of delayed neutron data of the photo-fission

村田 徹; 岩本 信之; 小迫 和明*

JAEA-Conf 2015-003, p.237 - 242, 2016/03

核物質の非破壊検査手法開発は核保障措置及び核セキュリティにとって重要である。この手法開発には透過力のある粒子と高い識別精度を有する核分裂応答の検出が要求されており、これらはそれぞれ高エネルギー光子及び遅発中性子の検出により達せられると考えられている。現在、この手法の実行可能性や装置設計のために、光核分裂による遅発中性子データが必要とされている。光核分裂を起こす核種による遅発中性子生成量評価は、JENDL-4.0の中性子誘起核分裂による遅発中性子データを利用して行った。また、もし同じ複合核による遅発中性子データがなければ、Wahlによる累積核分裂収率の系統式とBrady-Englandによる導出手法を基に6群遅発中性子強度を計算し、評価を行った。本研究で得られた結果を研究会にて報告する。

論文

Radiation response of silicon carbide metal-oxide-semiconductor transistors in high dose region

大島 武; 横関 貴史; 村田 航一; 松田 拓磨; 三友 啓; 阿部 浩之; 牧野 高紘; 小野田 忍; 土方 泰斗*; 田中 雄季*; et al.

Japanese Journal of Applied Physics, 55(1S), p.01AD01_1 - 01AD01_4, 2016/01

 被引用回数:6 パーセンタイル:43.79(Physics, Applied)

In this study, we report the effects of $$gamma$$-ray irradiation and subsequent annealing on the electrical characteristics of vertical structure power 4H Silicon Carbide (SiC) Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistors (MOSFETs) with the blocking voltage of 1200 V. The MOSFETs were irradiated with $$gamma$$-rays up to 1.2 MGy in a N$$_{2}$$ atmosphere at room temperature (RT). During the irradiation, no bias was applied to each electrode of the MOSFETs. After the irradiation, the MOSFETs were kept at RT for 240 h to investigate the stability of their degraded characteristics. Then, the irradiated MOSFETs were annealed up to 360 $$^{circ}$$C in the atmosphere. The current-voltage (I-V) characteristics of the MOSFETs were measured at RT. By 1.2 MGy irradiation, the shift of threshold voltage (V$$_{T}$$) for the MOSFETs was -3.39 V. After RT preservation for 240 h, MOSFETs showed no significant recovery in V$$_{T}$$. By annealing up to 360 $$^{circ}$$C, the MOSFETs showed remarkable recovery, and the values of V$$_{T}$$ become 91 % of the initial values. Those results indicate that the degraded characteristics of SiC MOSFETs can be recovered by thermal annealing at 360 $$^{circ}$$C.

論文

A Development of super radiation-hardened power electronics using silicon carbide semiconductors; Toward MGy-class radiation resistivity

土方 泰斗*; 三友 啓*; 松田 拓磨*; 村田 航一*; 横関 貴史*; 牧野 高紘; 武山 昭憲; 小野田 忍; 大久保 秀一*; 田中 雄季*; et al.

Proceedings of 11th International Workshop on Radiation Effects on Semiconductor Devices for Space Applications (RASEDA-11) (Internet), p.130 - 133, 2015/11

In order to develop semiconductor devices with MGy radiation resistivity, we are developing power metal-oxide-semiconductor field-effect-transistors (MOSFETs) based on silicon carbide (SiC) semiconductors. The $$gamma$$-ray irradiation responses of power SiC-MOSFETs were studied under various irradiation temperatures and humidity with various gate-bias conditions. Making comparisons between these responses, the optimum device operating condition and a better device structure were derived and MGy resistivity was achieved. Besides, $$gamma$$-ray irradiation tests for a motor-driver circuits consisting of SiC-MOSFETs were carried out, and as a result, their continuous operation up to 2 MGy was confirmed.

論文

Effect of humidity and temperature on the radiation response of SiC MOSFETs

武山 昭憲; 松田 拓磨; 横関 貴史; 三友 啓; 村田 航一; 牧野 高紘; 小野田 忍; 田中 雄季*; 神取 幹郎*; 吉江 徹*; et al.

Proceedings of 11th International Workshop on Radiation Effects on Semiconductor Devices for Space Applications (RASEDA-11) (Internet), p.134 - 137, 2015/11

Influence of $$gamma$$-ray irradiation under high temperature and high humidity circumstance on the electrical characteristics of Silicon Carbide (SiC) Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistors (MOSFETs) was investigated. The drain current (I$$_{D}$$)-gate voltage (V$$_{G}$$) curves shifted to the negative voltage side and no significant further shift was observed with increasing the dose above 10 kGy. Suppression of the negative shift of threshold voltage (V$$_{th}$$) means that positive charges generated by irradiation were thermally annealed by elevated temperature during irradiation. The leakage current slightly increased at 5 and 10 kGy, however, those values recovered to be approximately the initial value above 40 kGy. Humidity circumstance attributed to remarkable suppression of the leakage current in comparison with dry circumstance.

論文

Status of new JENDL photonuclear data file

小迫 和明*; 村田 徹*; 岩本 信之

Nuclear Physics and $$gamma$$-ray sources for Nuclear Security and Nonproliferation, p.261 - 268, 2014/12

現在開発中のJENDL光核反応データファイルには吸収、粒子生成及び核種生成断面積並びに生成粒子のエネルギー・角度微分断面積が収納される予定である。これらの光核反応断面積データは核反応モデルコード(ALICE-F、CCONE)を利用して、巨大双極子共鳴に基づく光吸収断面積から計算された。入射光子エネルギーは粒子放出に対するしきいエネルギーから140MeVまでがカバーされており、本改訂では以下の3点に重点が置かれている。(1)リチウムからカルシウムまでの各同位体に対する核データを測定データを基に系統的に評価。(2)北海道大学で行われた鉄、銅及びタングステンに対する光中性子生成に関する測定データを利用して光核反応核データを評価し、核種生成データを検証。(3)幅広い応用分野での利用が可能となるように収納核種数を増加。この結果、本ファイルには181核種が収納される予定である。

論文

Event structure and double helicity asymmetry in jet production from polarized $$p + p$$ collisions at $$sqrt{s}$$ = 200 GeV

Adare, A.*; Afanasiev, S.*; Aidala, C.*; Ajitanand, N. N.*; Akiba, Y.*; Al-Bataineh, H.*; Alexander, J.*; Aoki, K.*; Aphecetche, L.*; Armendariz, R.*; et al.

Physical Review D, 84(1), p.012006_1 - 012006_18, 2011/07

 被引用回数:21 パーセンタイル:29.45(Astronomy & Astrophysics)

重心エネルギー200GeVでの縦偏極陽子陽子衝突からのジェット生成のイベント構造と二重非対称($$A_{LL}$$)について報告する。光子と荷電粒子がPHENIX実験で測定され、イベント構造がPHYTIAイベント生成コードの結果と比較された。再構成されたジェットの生成率は2次までの摂動QCDの計算で十分再現される。測定された$$A_{LL}$$は、一番低い横運動量で-0.0014$$pm$$0.0037、一番高い横運動量で-0.0181$$pm$$0.0282であった。この$$A_{LL}$$の結果を幾つかの$$Delta G(x)$$の分布を仮定した理論予想と比較する。

論文

Identified charged hadron production in $$p + p$$ collisions at $$sqrt{s}$$ = 200 and 62.4 GeV

Adare, A.*; Afanasiev, S.*; Aidala, C.*; Ajitanand, N. N.*; 秋葉 康之*; Al-Bataineh, H.*; Alexander, J.*; 青木 和也*; Aphecetche, L.*; Armendariz, R.*; et al.

Physical Review C, 83(6), p.064903_1 - 064903_29, 2011/06

 被引用回数:114 パーセンタイル:0.77(Physics, Nuclear)

200GeVと62.4GeVでの陽子陽子の中心衝突からの$$pi, K, p$$の横運動量分布及び収量をRHICのPHENIX実験によって測定した。それぞれエネルギーでの逆スロープパラメーター、平均横運動量及び単位rapidityあたりの収量を求め、異なるエネルギーでの他の測定結果と比較する。また$$m_T$$$$x_T$$スケーリングのようなスケーリングについて示して陽子陽子衝突における粒子生成メカニズムについて議論する。さらに測定したスペクトルを二次の摂動QCDの計算と比較する。

論文

Azimuthal correlations of electrons from heavy-flavor decay with hadrons in $$p+p$$ and Au+Au collisions at $$sqrt{s_{NN}}$$ = 200 GeV

Adare, A.*; Afanasiev, S.*; Aidala, C.*; Ajitanand, N. N.*; 秋葉 康之*; Al-Bataineh, H.*; Alexander, J.*; 青木 和也*; Aphecetche, L.*; Aramaki, Y.*; et al.

Physical Review C, 83(4), p.044912_1 - 044912_16, 2011/04

 被引用回数:7 パーセンタイル:46.07(Physics, Nuclear)

重いフレーバーのメソンの崩壊からの電子の測定は、このメソンの収量が金金衝突では陽子陽子に比べて抑制されていることを示している。われわれはこの研究をさらに進めて二つの粒子の相関、つまり重いフレーバーメソンの崩壊からの電子と、もう一つの重いフレーバーメソンあるいはジェットの破片からの荷電ハドロン、の相関を調べた。この測定は重いクォークとクォークグルオン物質の相互作用についてのより詳しい情報を与えるものである。われわれは特に金金衝突では陽子陽子に比べて反対側のジェットの形と収量が変化していることを見いだした。

論文

Measurement of neutral mesons in $$p$$ + $$p$$ collisions at $$sqrt{s}$$ = 200 GeV and scaling properties of hadron production

Adare, A.*; Afanasiev, S.*; Aidala, C.*; Ajitanand, N. N.*; Akiba, Y.*; Al-Bataineh, H.*; Alexander, J.*; Aoki, K.*; Aphecetche, L.*; Armendariz, R.*; et al.

Physical Review D, 83(5), p.052004_1 - 052004_26, 2011/03

 被引用回数:120 パーセンタイル:1.41(Astronomy & Astrophysics)

RHIC-PHENIX実験で重心エネルギー200GeVの陽子陽子衝突からの$$K^0_s$$, $$omega$$, $$eta'$$$$phi$$中間子生成の微分断面積を測定した。これらハドロンの横運動量分布のスペクトルの形はたった二つのパラメーター、$$n, T$$、のTsallis分布関数でよく記述できる。これらのパラメーターはそれぞれ高い横運動量と低い横運動量の領域のスペクトルを決めている。これらの分布をフィットして得られた積分された不変断面積はこれまで測定されたデータ及び統計モデルの予言と一致している。

論文

JENDL-4.0; A New library for nuclear science and engineering

柴田 恵一; 岩本 修; 中川 庸雄*; 岩本 信之; 市原 晃; 国枝 賢; 千葉 敏; 古高 和禎; 大塚 直彦*; 大澤 孝明*; et al.

Journal of Nuclear Science and Technology, 48(1), p.1 - 30, 2011/01

 被引用回数:851 パーセンタイル:0.01(Nuclear Science & Technology)

日本の評価済み核データライブラリー(JENDL)の第4版JENDL-4.0を作成した。JENDL-4.0の開発においてはFP及びMAデータの信頼度向上に重点を置いた。そのため、核反応モデルに基づく2つの計算コードを開発した。広い質量及びエネルギーをカバーする光学模型パラメータをチャネル結合法により求め、核データ評価に使用した。アクチノイド核種の熱中性子断面積は最新の実験値又は近傍核の系統性から決定した。重要なウラン及びプルトニウムの核分裂断面積は10keV以上のエネルギー領域で同時評価法により評価した。FPに関しても再評価を行うとともに、新規に30核種のデータを作成した。軽元素及び構造材核種についても再評価を行った。評価済みデータは2010年5月に公開されており、原子力機構核データ評価研究グループ,米国BNL国立核データセンター及びIAEA核データ部門のホームページからダウンロード可能である。

報告書

Evaluation of the ($$alpha$$,xn) reaction data for JENDL/AN-2005

村田 徹*; 松延 廣幸*; 柴田 恵一

JAEA-Research 2006-052, 63 Pages, 2006/07

JAEA-Research-2006-052.pdf:5.11MB

核燃料サイクル等での利用のために$$^{6,7}$$Li,$$^{9}$$Be,$$^{10,11}$$B,$$^{12,13}$$C,$$^{14,15}$$N,$$^{17,18}$$O,$$^{19}$$F,$$^{23}$$Na,$$^{27}$$Al及び$$^{28,29,30}$$Siの($$alpha$$,xn)反応による中性子放出反応データを入射$$alpha$$粒子エネルギー15MeV以下の領域で評価した。評価は実験データ及び原子核反応モデル計算により行った。評価済データはENDF-6フォーマットで編集され、2005年6月にJENDL特殊目的ファイルの1つであるJENDL($$alpha$$,xn)反応データファイル2005(JENDL/AN-2005)として公開された。本報告は評価方法及び評価された断面積及び放出中性子の角度・エネルギー分布の結果についてまとめたものである。

論文

JENDL photonuclear data file

岸田 則生*; 村田 徹*; 浅見 哲夫*; 小迫 和明*; 真木 紘一*; 原田 秀郎*; Lee, Y.*; Chang, J.*; 千葉 敏; 深堀 智生

AIP Conference Proceedings 769, p.199 - 202, 2005/05

光核反応に対する核データは、高エネルギー電子加速器の遮蔽設計及び高エネルギー$$gamma$$線治療の分野に必要である。JENDL光核反応データファイルは、シグマ委員会の光核反応データ評価ワーキンググループによって整備された。われわれは多くの文献サーベイから、評価に必要な十分な実験データが圧倒的に不足しているので、光核反応データファイルを実験データのみから作成するのは困難であるという結論を得た。したがって、評価は統計模型核反応モデルの助けを借りて実施した。JENDL光核反応データファイルに格納される断面積データ等の物理量は、光吸収断面積,中性子,陽子,重陽子,三重陽子,$$^{3}$$He粒子,$$alpha$$粒子の収量及び二重微分断面積,同位体生成断面積である。アクチノイド核種に対しては、これに光核分裂断面積を加える。格納される$$^{2}$$Hから$$^{237}$$Npまでの68核種に対する最大光子入射エネルギーは140MeVである。

論文

Nuclear data evaluations for JENDL high-energy file

渡辺 幸信*; 深堀 智生; 小迫 和明*; 執行 信寛*; 村田 徹*; 山野 直樹*; 日野 哲史*; 真木 紘一*; 中島 宏; 小田野 直光*; et al.

AIP Conference Proceedings 769, p.326 - 331, 2005/05

JENDL高エネルギーファイル(JENDL-HE)のために行われた核データ評価について概要を報告する。JENDL-HEには132核種に対する3GeVまでの中性子及び陽子入射断面積が格納される予定である。JENDL-HEの現在の版は、ENDF-6フォーマットにより、中性子全断面積,弾性散乱断面積及び角度分布,弾性散乱外断面積,粒子(${it n, p, d, t,}$ $$^{3}$$He, $$alpha$$, $$gamma$$)生成断面積及び二重微分断面積,同位体生成断面積,核分裂断面積が格納されている。現在のところ、評価は実験データ及びモデル計算を用いて行われている。断面積計算には、ECIS96, OPTMAN, GNASH, JQMD, JAM等の種々のモデル計算コード及びTOTELA, FISCAL等の系統式を用いたコードを用いている。評価された断面積は、実験データ及び他の評価値と比較される。今後、提案された高エネルギー断面積データニーズにしたがって、整備を進める予定である。

報告書

Evaluations of heavy nuclide data for JENDL-3.3

河野 俊彦*; 松延 廣幸*; 村田 徹*; 瑞慶覧 篤*; 中島 豊*; 川合 將義*; 岩本 修; 柴田 恵一; 中川 庸雄; 大澤 孝明*; et al.

JAERI-Research 2003-026, 53 Pages, 2003/12

JAERI-Research-2003-026.pdf:2.48MB

原子力技術開発において重要なウラン,プルトニウム,トリウムの同位体に対する中性子核データの新たな評価を行った。この評価値は日本の評価核データライブラリであるJENDL-3.3の一部となる。この評価の主たる目的は、前ヴァージョンに対して報告されていた幾つかの問題点の解決,データの精度向上,主要核種に対する共分散の評価、である。JENDL-3.2に格納されている種々の核データを検討し、その多くについて再評価を行うか、もしくはより信頼できる数値に置き直した。JENDL-3.3の重核データに対して種々のベンチマークテストが行われ、臨界性予測精度は以前のJENDLよりも向上していることが報告された。

論文

Japanese evaluated nuclear data library version 3 revision-3; JENDL-3.3

柴田 恵一; 河野 俊彦*; 中川 庸雄; 岩本 修; 片倉 純一; 深堀 智生; 千葉 敏; 長谷川 明; 村田 徹*; 松延 廣幸*; et al.

Journal of Nuclear Science and Technology, 39(11), p.1125 - 1136, 2002/11

 被引用回数:608 パーセンタイル:6.06(Nuclear Science & Technology)

前版JENDL-3.2のフィードバック情報及び各種ベンチマークテストの結果をもとに、新版JENDL-3.3のための評価が行われた。JENDL-3.2での大きな問題点は新版により解決された。即ち、熱中性子炉体系での臨界性過大評価は$$^{235}$$Uの核分裂断面積及び核分裂中性子スペクトルの改訂により解消された。また、重要な重核での不適切な2次中性子エネルギー分布は統計模型計算に置き換えられた。さらに、中重核での天然元素及び同位体評価値間の矛盾も無くなった。一方、20核種について共分散データを収納した。JENDL-3.3の信頼度は原子炉及び遮蔽に関するベンチマークテストにより検証された。ベンチマークテストの結果は、JENDL-3.3の予測精度がJENDL-3.2を上回ることを証明した。

論文

JENDL PKA/KERMA file for IFMIF project

深堀 智生; 千葉 敏; 柴田 恵一; 池田 裕二郎; 有賀 武夫; 渡辺 幸信*; 村田 徹*; 山野 直樹*; 川合 將義*

Reactor Dosimetry: Radiation Metrology and Assessment (ASTM STP 1398), p.591 - 598, 2001/00

原研核データセンターではシグマ委員会の協力の下、International Fusion Material Irradiation Facility (IFMIF)における照射損傷推定の基礎データであるJENDL PKA/KERMA Fileを整備している。同ファイルには、29元素78核種の一次反跳原子(PKA)スペクトル、KERMA因子、はじき出し断面積(DPA)を10$$^{-5}$$eVから50MeVのエネルギー範囲で格納予定である。中重核に関しては、上記物理量を評価済核データファイルから実行単一粒子放出近似(ESPEA)を用いて計算するために、処理コードシステムESPERANTが開発された。軽核に関しては、PKAスペクトルはSCINFUL/DDXやEXIFONコードを用いて、中性子核データと同時に推定された。本報告では、ESPEAによる処理法の信頼性の検証及びJENDL PKA/KERMA Fileの現状に関して報告する。

論文

Simultaneous evaluation of fission cross sections of uranium and plutonium isotopes for JENDL-3.3

河野 俊彦*; 松延 廣幸*; 村田 徹*; 瑞慶覧 篤*; 中島 豊*; 川合 將義*; 岩本 修; 柴田 恵一; 中川 庸雄; 大澤 孝明*; et al.

Journal of Nuclear Science and Technology, 37(4), p.327 - 334, 2000/04

評価済み中性子核データライブラリーの最新版JENDL-3.3のためにU-233、U-235,U-238,Pu-239,Pu-240及びPu-241の核分裂断面積を同時に評価した。核データ評価では、それぞれの反応の絶対測定及びU-235対Pu-239のような相対測定が考慮された。本評価のために計算コードSOKを開発し、共分散評価システムKALMANに組み込んだ。実験データの誤差は関係する論文あるいはレポートから推定した。最終結果は、既存のJENDL-3.2及びENDF/B-VIの評価値と比較される。また、共分散ファイルの作成に必要な、評価値の誤差についても議論される。

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