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Theis, C.*; Carbonez, P.*; Feldbaumer, E.*; Forkel-Wirth, D.*; Jaegerhofer, L.*; Pangallo, M.*; Perrin, D.*; Urscheler, C.*; Roesler, S.*; Vincke, H.*; et al.
EPJ Web of Conferences, 153, p.08018_1 - 08018_5, 2017/09
被引用回数：0 パーセンタイル：0.03(Nuclear Science & Technology)欧州原子核研究機構(CERN)の放射線モニタとして、中性子、陽子、
線等の様々な放射線に対して有感な空気入り電離箱PTW-34031(PMI)が使用されている。PMIの各放射線に対する応答関数の計算では、CERNが開発を支援している放射線輸送計算コードFLUKAが用いられている。本研究では、このうち高エネルギー中性子に対するPMIの応答関数の精度検証のため、大阪大学核物理研究センター(RCNP)の
Li(p,n)反応を利用した準単色中性子照射場において、100-392MeVの準単色中性子に対するPMIの応答関数を測定した。その結果、200MeV以下の準単色中性子照射において、中性子エネルギースペクトルの測定値を線源としたFLUKAによる応答関数の計算値と実験値はよく一致しすることがわかった。一方、250及び392MeVの場合、中性子場にLi(p,n)反応から生成する
の崩壊に伴う線が混在するため、中性子のみを線源とした計算値は実験値を過小評価することがわかった。
増田 明彦*; 松本 哲郎*; 岩元 洋介; 萩原 雅之*; 佐藤 大樹; 佐藤 達彦; 岩瀬 広*; 八島 浩*; 中根 佳弘; 西山 潤*; et al.
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 849, p.94 - 101, 2017/03
被引用回数：1 パーセンタイル：10.62(Instruments & Instrumentation)大阪大学核物理研究センターRCNPの陽子-リチウム核反応を用いた高エネルギー準単色中性子場は、放射線測定器の特性試験や校正などに利用されている。この中性子場のエネルギースペクトルは、0度方向に放出される中性子によるピーク部とそれ以外の角度に放出される連続部からなる。このうち、各試験で対象とするエネルギーはピーク部であるが、われわれは、これまでに0度と他角度方向に設置した検出器応答から、連続部の寄与を差し引く二角度差分法を開発してきた。本研究では、高密度ポリエチレン(HDPE)減速材付属のボナー球検出器に対する本手法の適用性を、96-387MeVの準単色中性子を用いて調査した。その結果、様々な大きさのHDPEに対して本手法は適応可能であることを検証できた。一方で、小型のHDPEは、中性子場のコリメータ,壁等による低エネルギー散乱中性子に感度を有するため、二角度差分法の他に、検出器の設置角度毎に低エネルギー散乱中性子に対する検出器応答の補正が必要である等、本中性子場を利用するユーザーに対する有益な指針を示すことができた。
松本 哲郎*; 増田 明彦*; 西山 潤*; 原野 英樹*; 岩瀬 広*; 岩元 洋介; 萩原 雅之*; 佐藤 大樹; 八島 浩*; 中根 佳弘; et al.
Progress in Nuclear Science and Technology (Internet), 4, p.332 - 336, 2014/04
高エネルギー加速器施設における合理的な遮へい設計のためには、広い中性子エネルギー領域に渡った遮へい体透過後の中性子スペクトルに関する知見が必要がある。本研究では、減速型中性子検出器であるボナー球スペクトロメータ(BSS)を用いて、コンクリート及び鉄遮へい体を透過した中性子のエネルギースペクトルを数100MeVから熱領域まで測定した。測定では、大阪大学核物理研究センター(RCNP)において開発した246MeV及び389MeV準単色中性子ビームを、厚さ10cmから100cmの鉄、及び25cmから300cmのコンクリートに入射し、その後方で中性子を検出した。本研究で使用したBSSは、熱中性子に感度がある
He比例計数菅及び直径3から9.5インチのポリエチレン減速材に加え、高エネルギー中性子にも感度を持たせるため鉛と銅からなる減速層を追加している。中性子エネルギーは、アンフォールディング法に基づくMAXEDコードにより導出した。アンフォールディングの際の初期スペクトルには、有機シンチレータで測定したデータを採用した。これにより、核破砕反応による高エネルギー中性子成分から熱平衡ピークまでを含む幅広い中性子スペクトルを決定することができた。
萩原 雅之*; 岩瀬 広*; 岩元 洋介; 佐藤 大樹; 松本 哲郎*; 増田 明彦*; 八島 浩*; 中根 佳弘; 中島 宏; 坂本 幸夫; et al.
Progress in Nuclear Science and Technology (Internet), 4, p.327 - 331, 2014/04
高エネルギー加速器施設における合理的な遮へい設計のためには、遮へい体に対する中性子の減衰を実験データに基づき精度良く評価する必要がある。本研究では、大阪大学核物理研究センター(RCNP)において開発した数百MeV領域の準単色中性子源を用いて、厚さ10cmから200cmのコンクリート及び鉄遮へい体後方での中性子エネルギースペクトルを、直径及び厚さが25.4cmの大型有機シンチレータを用いて測定した。中性子エネルギースペクトルの高エネルギー部分は飛行時間法を、中低エネルギー部分(下限エネルギー数MeV)はアンフォールディング法を用いてそれぞれ導出した。大型有機シンチレータを採用したことにより、エネルギー依存性の良い波高データの取得が可能となり、アンフォールディング法のエネルギー分解能を向上させることができた。得られた中性子スペクトル及び中性子減弱曲線を、粒子・重イオン輸送コードPHITSの計算値と比較した。その結果、両者は極めてよく一致することがわかった。この知見は、コンクリート及び鉄に対する高エネルギー中性子の減弱係数の評価にとって非常に有益である。
中根 佳弘; 萩原 雅之*; 岩元 洋介; 岩瀬 広*; 佐藤 大樹; 佐藤 達彦; 八島 浩*; 松本 哲郎*; 増田 明彦*; 布宮 智也*; et al.
Progress in Nuclear Science and Technology (Internet), 4, p.704 - 708, 2014/04
J-PARCのような高エネルギー加速器施設における放射線安全管理において、高エネルギー中性子による被ばく線量評価は極めて重要であることから、高エネルギー領域中性子に対する中性子線量当量モニタの測定精度を詳しく調べることが重要である。本研究では、J-PARC施設の放射線安全管理のために開発した高エネルギー対応中性子モニタを含む、4種類の高エネルギー帯域中性子モニタと、おもに20MeV以下の中性子場において広く用いられている3種類の市販の中性子モニタのエネルギー応答特性を、大阪大学RCNPの134-387MeV準単色中性子場を用いて測定し、測定結果の比較を行うとともに、場の中性子スペクトルと線量換算係数から求めた場の線量率との比較を行った。その結果、高エネルギー帯域モニタによる測定結果は場の線量率を再現若しくはわずかに上回ったのに対し、従来型モニタでは高エネルギー帯域モニタの10-30%程度の線量率となり、場の線量を過小評価する結果となった。
山本 風海; 發知 英明; 原田 寛之; 林 直樹; 金正 倫計; Saha, P. K.; 田村 文彦; 山本 昌亘; 吉本 政弘; 中根 佳弘; et al.
Progress in Nuclear Science and Technology (Internet), 4, p.238 - 242, 2014/04
J-PARC施設の3GeVシンクロトロンは2007年10月からビーム調整を開始した。その後、ビーム調整を進めることで出力ビーム強度は増強され、2009年10月から100kW以上の出力で中性子ターゲットへの陽子ビーム連続供用運転が行われている。また、さらなる大強度運転のためにビーム調整を継続し、新たに発生するようになったビームロスの原因を探り、その対策を進めてきた。その結果、われわれは3GeVシンクロトロン内のロスを低減し、安定な運転を達成することができた。本論文では、これまでに達成した出力ビーム強度と残留線量の履歴について報告する。
小栗 朋美*; 増川 史洋; 中根 佳弘; 中島 宏
JAEA-Data/Code 2011-026, 25 Pages, 2012/03
JAEA-Data-Code-2011-026.pdf:2.07MB
SSCATは、MoyerモデルとTeschの式によるバルク遮へい簡易計算式及びStapletonの式による中性子スカイシャイン簡易計算式に基づく、高エネルギー陽子加速器施設用簡易遮へい計算システムである。このシステムは、当初、大強度陽子加速器施設(J-PARC)の概略遮へい設計に適用する目的で開発された。近年、J-PARCの使用許可申請にかかる安全評価及び他の陽子加速器施設への適用を目的として改良が行われた。本報告書では、このSSACTの改良について報告する。
増田 明彦*; 松本 哲郎*; 原野 英樹*; 西山 潤*; 岩元 洋介; 萩原 雅之*; 佐藤 大樹; 岩瀬 広*; 八島 浩*; 中村 尚司*; et al.
IEEE Transactions on Nuclear Science, 59(1), p.161 - 166, 2012/02
被引用回数：12 パーセンタイル：66.54(Engineering, Electrical & Electronic)大阪大学核物理研究センター(RCNP)において、Li(p,n)反応によって得られる245MeV及び388MeVの準単色中性子を用いて、ボナー球スペクトロメータの高エネルギー中性子に対する応答測定を行った。使用したボナー球スペクトロメータは、ポリエチレン,鉛,銅の6種類の減速材の組合せと球形He比例計数管で構成されている。高エネルギー中性子に対する応答は、準単色場の低エネルギー成分の影響を差し引いて求められる。その解析手法と解析結果、モンテカルロシミュレーション計算コードによる応答関数の検証について発表する。
from 140 MeV proton incident reactions岩元 洋介; 佐藤 大樹; 中根 佳弘; 中島 宏; 遠藤 章; 坂本 幸夫; 萩原 雅之*; 岩瀬 広*; 八島 浩*; 民井 淳*; et al.
Journal of the Korean Physical Society, 59(2), p.1753 - 1756, 2011/08
被引用回数：2 パーセンタイル：20.16(Physics, Multidisciplinary)中性子放出強度に関する180度方向のエネルギースペクトルは、角度依存性を示すデータのベースラインとなっており、中性子生成反応機構解明で重要なデータとなっている。計算コードの精度検証用データを入手するため、140MeV陽子入射による炭素及び鉄ターゲットの180度方向の中性子生成収率を大阪大学核物理研究センターで行った。1MeV以上の中性子のエネルギースペクトルを飛行時間法を用いて得た。ロスアラモス国立研究所でのMeierらによる113MeV陽子入射の150度方向の中性子エネルギー収率と比較したところ、入射エネルギー及び角度が少し異なるがよく一致した。PHITSコードに組み込まれている物理モデル(Bertini, ISOBAR, JQMD)と比較したところ、ISOBARとJQMDによる計算結果はおおむね実験結果を再現するが、Bertiniモデルは原子核内での核子-核子衝突を記述できていないために10MeV以上の中性子放出が見られなかった。
Li(p,n) reactions at 246-389 MeV岩元 洋介; 萩原 雅之*; 佐藤 大樹; 岩瀬 広*; 八島 浩*; 糸賀 俊朗*; 佐藤 達彦; 中根 佳弘; 中島 宏; 坂本 幸夫; et al.
Proceedings of 10th Meeting of the Task Force on Shielding Aspects of Accelerators, Targets and Irradiation Facilities (SATIF-10), p.53 - 61, 2011/03
大阪大学核物理研究センター(RCNP)において、1cm厚さのリチウムターゲットへの陽子照射で得られる138, 243, 387MeVの準単色中性子を用いて、10cmから100cm厚さの鉄及び25cmから200cm厚さのコンクリートの遮蔽体に対して遮蔽実験を行い、透過後の中性子エネルギースペクトルを測定した。スペクトル測定には、直径及び厚さがともに12.7cm及び25.4cmの2種類の液体有機シンチレータNE213とボナーボール中性子スペクトルメータを用いた。また、NE213の応答関数と検出効率も測定した。ピーク部の中性子スペクトルの導出には飛行時間法(TOF)を用い、連続部の中性子スペクトルの導出にはアンフォールディング法を適用した。さらに、中性子源の0度から30度方向の中性子エネルギースペクトルもTOF法で測定した。138MeVの準単色中性子入射における遮蔽体透過後の中性子エネルギースペクトルの実験値は、PHITSによる計算結果をよく再現した。
Li(p,n) reactions at angles from 0 to 30岩元 洋介; 萩原 雅之*; 佐藤 大樹; 岩瀬 広*; 八島 浩*; 糸賀 俊朗*; 佐藤 達彦; 中根 佳弘; 中島 宏; 坂本 幸夫; et al.
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 629(1), p.43 - 49, 2011/02
被引用回数：21 パーセンタイル：82.72(Instruments & Instrumentation)大阪大学核物理研究センター(RCNP)において、陽子エネルギー246MeV及び389MeVのLi(p,n)反応を用いた準単色中性子の2MeV以上のエネルギースペクトルを飛行時間法により測定・評価した。検出器には円柱型で直径及び厚さがそれぞれ5.08, 12.7, 25.4cmの3種類の液体有機シンチレータNE213を用いた。測定角度は0度から30度までの7角度である。中性子スペクトルは高エネルギーの準単色中性子ピーク部と低エネルギーまでの連続部からなり、角度ごとのピーク部と連続部の系統性をそれぞれ調べた。ピーク部の中性子強度の角度分布は、Taddeucciの経験式とよく一致し、ピーク部と連続部の中性子フラックスの絶対量はほぼ同じであった。この準単色中性子場を用いた、高エネルギー中性子モニターのDARWINやWendi等のピーク部に対する応答を測定するには、20度付近に設置したおもに連続部からなる中性子モニターの応答を差し引くことで、ピーク部の応答関数導出の補正を行う必要があることを提案した。
佐藤 大樹; 岩元 洋介; 萩原 雅之*; 岩瀬 広*; 八島 浩*; 佐波 俊哉*; 佐藤 達彦; 遠藤 章; 坂本 幸夫; 中根 佳弘; et al.
Progress in Nuclear Science and Technology (Internet), 1, p.20 - 23, 2011/02
大阪大学核物理研究センター(RCNP)の準単色中性子場において、約100MeV以上の中間エネルギー領域での中性子弾性散乱断面積の測定手法を開発した。Li(p,n)反応を用い生成した準単色中性子ビームは、コリメータを通して約10m下流の散乱サンプルに導かれる。サンプルに入射した中性子は、原子核との相互作用により散乱され、散乱角度ごとに設置された液体有機シンチレータにより検出される。この際、シンチレータに到達するまでの飛行時間(TOF)を測定することにより、弾性散乱イベントと非弾性散乱イベントを弁別する。弾性散乱イベントと近いTOFを示す低励起準位からの非弾性散乱イベントは、核反応計算コードTALYSを用いて補正した。134MeV中性子の炭素原子核に対する弾性散乱断面積における補正量は10%以下であった。得られた実験データを反跳陽子法により取得されたデータと比較したところ、両者はよく一致した。このことから、本研究で開発した測定手法により、複雑な測定系と強力なビーム強度を必要とする反跳陽子法と同程度の精度で、中間エネルギー領域の中性子弾性散乱断面積を導出できることがわかった。
佐藤 大樹; 岩元 洋介; 萩原 雅之*; 岩瀬 広*; 八島 浩*; 佐藤 達彦; 遠藤 章; 坂本 幸夫; 中根 佳弘; 中島 宏; et al.
Radiation Measurements, 45(10), p.1159 - 1162, 2010/12
被引用回数：1 パーセンタイル：9.99(Nuclear Science & Technology)大阪大学核物理研究センター(RCNP)において、134MeV準単色中性子ビームを用い炭素原子核に対する中性子弾性散乱断面積を測定した。測定角度は、実験室系で6, 8及び15とし、検出器には直径12.7cm厚さ12.7cmの液体有機シンチレータを用いた。断面積は、オフライン解析において散乱中性子の飛行時間情報から弾性散乱イベントを選択的に取り出し、導出した。得られた結果を、米国カリフォルニア大学Davis校(U.C. Davis)のグループが反跳陽子スペクトロメータを用いて取得した実験値、及び核データライブラリー(JENDL/HE-2007及びENDF/B-VII.0)に格納された評価値と比較した。本実験の結果は、U.C. Davisのデータとよく一致した。このことは、本研究で提案した飛行時間法に基づく測定手法が、中間エネルギー領域の弾性散乱断面積の測定に対して有効であることを示す。また、前方角度領域において、ENDF/B-VII.0の評価値は実験値とよく一致するが、JENDL/HE-2007は30%程度過小評価していることを示した。
for the 140 MeV proton incident reactions on carbon, iron, and gold岩元 洋介; 佐藤 大樹; 萩原 雅之*; 八島 浩*; 中根 佳弘; 民井 淳*; 岩瀬 広*; 遠藤 章; 中島 宏; 坂本 幸夫; et al.
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 620(2-3), p.484 - 489, 2010/08
被引用回数：8 パーセンタイル：51.6(Instruments & Instrumentation)中性子放出強度に関する180度方向のエネルギースペクトルは、角度依存性を示すデータのベースラインとなっており、中性子生成反応機構解明で重要なデータとなっている。そこで、陽子入射による炭素,鉄及び金ターゲットの180度方向の中性子生成収率測定を大阪大学核物理研究センターRCNPで行った。測定データをPHITSコードに組み込まれている物理モデル(Bertini, ISOBAR, JQMD)と比較したところ、中重核である鉄及び金に関しては、ISOBARとJQMDによる計算結果はおおむね実験結果を再現し、特に金に関しては一致が良かった。一方炭素に関しては軽核で核構造の影響が大きく、現状の物理モデルではそれを再現できないためすべての計算結果で一致は良くなく、物理モデルの改良が必要であることがわかった。
岩元 洋介; 谷口 真吾*; 中尾 徳晶*; 糸賀 俊朗*; 中村 尚司*; 中根 佳弘; 中島 宏; 佐藤 大樹; 八島 浩*; 山川 裕司*; et al.
Proceedings of 8th Specialists' Meeting on Shielding Aspects of Accelerators, Targets and Irradiation Facilities (SATIF-8), p.195 - 203, 2010/03
250, 350MeV陽子入射による0度方向における厚い炭素,アルミニウム,鉄,鉛のターゲットからの中性子エネルギースペクトル測定を大阪大学核物理研究センター(RCNP)の中性子実験室で行った。中性子エネルギーは、陽子入射エネルギーから10MeVまでの範囲で飛行時間法により導出した。実験データと比較するために、粒子・重イオン輸送計算コードシステムPHITS及びMCNPXコードによる計算を行った。計算結果は、すべてのターゲットにおいて、中性子エネルギー20MeV以上で実験結果を過小評価することがわかった。
増川 史洋; 中根 佳弘; 岩元 洋介; 中島 宏
Nuclear Technology, 168(3), p.680 - 684, 2009/12
被引用回数：0 パーセンタイル：0.01(Nuclear Science & Technology)J-PARCの加速器施設におけるメンテナンスシナリオを検討するために、加速器冷却水中に生成される放射能量を検討した。評価においては、加速器機器における陽子・中性子束をPHITS及びMCNPXコードにより算出した。また、評価に用いた高エネルギー中性子・陽子に対する酸素の放射化断面積は、利用可能な実験値とINC/GEM, LAHETコードによる計算から求めた。さらに、冷却水中の腐食生成物からの放射能はKEK-PS及びLAMPFにおける測定値からスケーリングした。その結果、環境への影響が最も問題となるのはトリチウムであり、その量は1年間の運転により、LINACで5.9[Bq/cm](合計5.7
10[Bq])、3GeVシンクロトロンで34[Bq/cm](合計2.510
[Bq])となり、排水濃度限度(60[Bq/cm])を下回ることがわかった。また、短寿命核種による機械室の線量率は、LINACにおいては十分低いが、3GeVシンクロトロンではおよそ1000倍大きくなり、想定どおりのビームロスで運転された場合、施設のメンテナンスのうえで対策が必要であることがわかった。
中根 佳弘; 阿部 輝雄*; 中島 宏
Nuclear Technology, 168(2), p.519 - 523, 2009/11
被引用回数：1 パーセンタイル：10.22(Nuclear Science & Technology)J-PARCの3GeVシンクロトロンの遮蔽設計を目的として、ビーム入射部及び出射部における放射線遮蔽計算を実施した。これらのエリアは、機器の構造が複雑で、局所的に高いビーム損失が想定されていることから、経験式に基づく簡易計算の適用が困難であった。そこで、モンテカルロコードPHITSを用いて運転中の加速器トンネルにおける粒子輸送計算を行い、当該エリアの管理区域境界における線量率が設計目標値及び法令値を下回るよう、遮蔽設計を行った。本発表では、遮蔽設計に用いた計算手法,計算条件及び評価結果について報告する。
中島 宏; 坂本 幸夫; 岩元 洋介; 松田 規宏; 春日井 好己; 中根 佳弘; 増川 史洋; Mokhov, N.*; Leveling, A.*; Boehnlein, D.*; et al.
Nuclear Technology, 168(2), p.482 - 486, 2009/11
被引用回数：7 パーセンタイル：45.28(Nuclear Science & Technology)米国国立フェルミ加速器研究所(FNAL)と日本の研究グループとの間で研究協力の下、高エネルギー粒子輸送計算コード開発にかかる遮蔽と放射線照射効果に関する実験的研究が、FNALにおける120GeV陽子シンクロトロンを用いて、開始された。最初の実験を、Pbarターゲットステーションの反陽子生成ターゲット及びNumi実験施設のニュートリノ生成ターゲットを用いて行った。実験では、放射化法を用いて、ターゲット周囲の遮蔽体における反応率分布を測定するとともに、液体シンチレーション検出器、ボナー球検出器、ホスウィッチ検出器など粒子検出器により予備的な測定も行った。ここでは、その予備的な実験結果について報告する。
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
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。
Be(p,xn) and Be(d,xn) reactions at 10 MeV岩元 洋介; 坂本 幸夫; 松田 規宏; 中根 佳弘; 落合 謙太郎; 金子 広久; 仁井田 浩二*; 柴田 徳思; 中島 宏
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 598(3), p.687 - 695, 2009/01
被引用回数：21 パーセンタイル：79.19(Instruments & Instrumentation)10MeVの陽子及び重陽子入射によるベリリウムの中性子生成二重微分断面積の測定を行った。飛行時間法により1.8MeV以上の中性子生成エネルギースペクトルを、角度15から120の間の7方向において得た。また、評価済み核データENDF/B-VII, Bertini/GEMモデル及びJQMD/GEMモデルを用いたPHITSコードによる計算結果との比較を行った。その結果、陽子入射に関してはENDF/B-VII及びBertini/GEMモデルを用いた計算結果が、また重陽子入射に関してはJQMD/GEMによる計算結果が実験値をよく再現した。
