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論文

Theoretical model analysis of $$(d,xn)$$ reactions on $$^7$$Li at 25, 40, and 102 MeV

定松 大樹*; 中山 梓介; 渡辺 幸信*; 岩本 修; 緒方 一介*

JAEA-Conf 2017-001, p.135 - 140, 2018/01

近年、高レベル放射性廃棄物の核変換や医療用放射性同位体の製造などの様々な応用において大強度中性子源への要望が高まっている。重陽子加速器を用いた中性子源はその有力な候補の一つとみなされている。それゆえ、我々はこれまでに重陽子入射反応用のコードシステムDEURACSを開発してきた。本研究では$$^7$$Li標的に対する重陽子入射による中性子放出に着目した。入射エネルギー25,40,100MeVにおける$$(d,xn)$$反応に対する二重微分断面積の計算値を実測値と比較し、DEURACSの適用性を議論する。

論文

Neutron production in deuteron-induced reactions on Li, Be, and C at an incident energy of 102 MeV

荒木 祥平*; 渡辺 幸信*; 北島 瑞希*; 定松 大樹*; 中野 敬太*; 金 政浩*; 岩元 洋介; 佐藤 大樹; 萩原 雅之*; 八島 浩*; et al.

EPJ Web of Conferences (Internet), 146, p.11027_1 - 11027_4, 2017/09

 被引用回数:0 パーセンタイル:100

近年、核融合マテリアルの損傷の研究、ホウ素中性子捕捉療法、医療用放射性核種生成等の中性子源として、重陽子入射反応の利用が考えられている。しかし、入射重陽子エネルギー60MeVを超える領域では、重陽子入射反応の理論モデルの検証に必要な実験値はほとんどない。そこで、本研究では、大阪大学核物理研究センター(RCNP)において、100MeVの重陽子入射によるリチウム、ベリリウム及び炭素の中性子生成二重微分断面積(DDX)の測定を行った。測定角度は、0$$^{circ}$$から25$$^{circ}$$の間の6角度とし、飛行時間法により中性子エネルギーを導出した。中性子検出器に、大きさの異なる3台の液体有機シンチレータNE213(直径及び厚さが2インチ, 5インチ, 10インチ)を用い、中性子の飛行距離をそれぞれ7, 24, 74mとした。中性子検出効率は、SCINFUL-QMDコードの計算により導出した。実験結果から、中性子エネルギー強度分布は、重陽子入射エネルギーの半分のエネルギーにおいて、重陽子ブレークアップ過程に起因するなだらかなピーク構造を持つことがわかった。また、PHITSによる計算値は、理論モデルの不備から実験値をよく再現しないことがわかった。

論文

Systematic measurement of double-differential neutron production cross sections for deuteron-induced reactions at an incident energy of 102 MeV

荒木 祥平*; 渡辺 幸信*; 北島 瑞希*; 定松 大樹*; 中野 敬太*; 金 政浩*; 岩元 洋介; 佐藤 大樹; 萩原 雅之*; 八島 浩*; et al.

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 842, p.62 - 70, 2017/01

 被引用回数:4 パーセンタイル:33.51(Instruments & Instrumentation)

近年、核融合材料の損傷の研究、ホウ素中性子捕捉療法、医療用放射性核種生成等の中性子源として、重陽子入射反応の利用が考えられている。しかし、入射重陽子エネルギー60MeVを超える領域では、重陽子入射反応の理論モデルの検証に必要な実験値はほとんどない。そこで本研究では、大阪大学核物理研究センター(RCNP)において、102MeVの重陽子入射によるリチウム,ベリリウム,炭素,アルミニウム,銅及びニオブの中性子生成二重微分断面積(DDX)の測定を行った。測定角度は、ビーム軸に対して0$$^{circ}$$から25$$^{circ}$$の間の6角度とした。全ての実験値を評価済み核データファイルTENDL-2015の値及びPHITSコードによる計算値と比較した結果、TENDL-2015の値は全てのケースにおいて実験値を約1桁程過小評価するが、PHITSは重陽子ブレークアップ過程に起因する中性子生成断面積のピーク構造を除いて、実験値をよく再現することがわかった。

論文

Measurement of double differential (d,xn) cross sections for carbon at an incident energy of 100 MeV

荒木 祥平*; 渡辺 幸信*; 北島 瑞希*; 定松 大樹*; 中野 敬太*; 金 政浩*; 岩元 洋介; 佐藤 大樹; 萩原 雅之*; 八島 浩*; et al.

JAEA-Conf 2016-004, p.159 - 164, 2016/09

重陽子入射核反応によるリチウム,ベリリウム,炭素等からの中性子生成データが、国際核融合材料照射施設(IFMIF)、ホウ素中性子補足療法のための施設等のターゲット設計において求められているが、広い入射エネルギー範囲において実験データがほとんどない。そこで、本研究では、大阪大学核物理研究センター(RCNP)の中性子飛行時間(TOF)コースにおいて、100MeV以上の重陽子入射によるリチウム, ベリリウム, 炭素の中性子生成二重微分断面積(DDX)を系統的に測定することを目的とした実験を進め、今回はターゲットとして炭素を用いた。中性子検出器には、直径及び厚さが5.08cm, 12.7cm及び25.4cmの液体有機シンチレータNE213を用い、それぞれ、ターゲットから7m, 24m及び74mのところに設置した。測定角度は0$$^{circ}$$から25$$^{circ}$$の間の6角度とし、中性子検出効率はSCINFUL-QMDコードを用いた計算から導出した。炭素に対する実験結果とPHITSコードによる計算値との比較から、重陽子入射核反応に対するモデルの不備のため、PHITSは実験値をよく再現しないことがわかった。

口頭

DEURACSを用いた102MeV重陽子入射中性子生成反応の理論モデル解析

定松 大樹*; 中山 梓介; 渡辺 幸信*; 荒木 祥平*; 岩本 修; 緒方 一介*

no journal, , 

重陽子入射専用計算コードシステムDEURACSを用いて、中性子コンバータや加速器構造材に用いられるLi, Be, C, Al, Cu, Nbに対する102MeV重陽子入射中性子生成反応二重微分断面積の計算を行った。計算値を最新の実験値と比較することで、100MeV付近の重陽子入射中性子生成反応に対するDEURACSの適用性を調査した。その結果、DEURACSを用いた計算値が中性子生成二重微分断面積の実験値をよく再現しており、この反応に対するDEURACSの適用性が実証された。

口頭

LLFP安定核種化・短寿命化のための核変換法の開発,9; リチウムに対する200MeV重陽子入射中性子生成二重微分断面積測定

定松 大樹*; 渡辺 幸信*; 中野 敬太*; 川瀬 頌一郎*; 金 政浩*; 荒木 祥平*; 岩元 洋介; 佐藤 大樹; 萩原 雅之*; 八島 浩*; et al.

no journal, , 

近年、長寿命核分裂生成物(LLFP)の核変換用加速器の中性子源として、軽核標的に対する重陽子入射反応の利用が考えられている。しかし、入射重陽子エネルギー102MeVを超える領域では、重陽子入射反応の理論モデルの検証に必要な実験値が存在しない。そこで本研究では、大阪大学核物理研究センター(RCNP)において、200MeVの重陽子入射によるリチウムの中性子生成二重微分断面積の測定を行った。測定は、ビーム軸に対して0$$^{circ}$$から25$$^{circ}$$の間の5$$^{circ}$$刻みの6つの位置で行い、飛行時間法により中性子エネルギーを決定した。この測定で、広範なエネルギー範囲のデータを取得するため、大きさの異なる2台のEJ301液体有機シンチレータを設置した。測定された中性子エネルギースペクトルでは、重陽子分解反応に起因する強い前方性をもった幅広いエネルギーのピーク構造が確認された。

口頭

200MeV(d,xn)反応二重微分断面積の系統的測定

定松 大樹*; 渡辺 幸信*; 荒木 祥平*; 中野 敬太*; 川瀬 頌一郎*; 金 政浩*; 岩元 洋介; 佐藤 大樹; 萩原 雅之*; 八島 浩*; et al.

no journal, , 

大強度重陽子加速器中性子源は、核分裂生成物(LLFP)核変換、核融合炉材料試験等の応用分野での利用が検討されている。その加速器や中性子源の設計のため、大阪大学核物理研究センターにおいて、広い原子番号領域の天然同位体標的(Li, Be, C, Al, Cu, Nb, In, Ta, Au)への200MeV重陽子入射核反応による中性子生成二重微分断面積を測定した。実験では液体有機シンチレータEJ301を用いた飛行時間法を適用し、前方0度から25度の範囲で中性子断面積データを取得した。広範なエネルギー範囲のデータを取得するため、直径及び厚さが5.08cmと12.7cmの大きさの異なる2台のシンチレータを標的から7mと20mの地点にそれぞれ設置した。測定の結果、入射エネルギーの半分にあたる100MeV付近に、重陽子入射反応に特徴的な強い前方性を持った幅広いピーク構造が観測された。本発表では、重陽子エネルギー200MeV以下の先行研究データと合わせてPHITS等の計算コードによる計算結果との比較を行い、中性子生成に対する入射エネルギー依存性について考察を行う。

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