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論文

Structural change of borosilicate glass by neutron irradiation

永井 崇之; 小林 秀和; 岡本 芳浩; 秋山 大輔*; 佐藤 修彰*; 上原 章寛*; 藤井 俊行*; 関本 俊*

KURNS Progress Report 2018, P. 105, 2019/08

中性子照射によるホウケイ酸ガラスの構造変化を詳細に理解することを目的に、2017年度に京都大学研究炉KURにて照射実験を行い、2018年度に照射後のガラス試料の構造変化をラマン分光測定で評価した。照射前後のラマンスペクトルを比較した結果、照射によってSi-O架橋構造のピーク高さの変化を観察した。

論文

A New detector system for the measurement of high-energy prompt $$gamma$$-rays for low-energy neutron induced fission

牧井 宏之; 西尾 勝久; 廣瀬 健太郎; Orlandi, R.; L$'e$guillon, R.*; 小川 達彦; Soldner, T.*; Hambsch, F.-J.*; A$"i$che, M.*; Astier, A.*; et al.

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 906, p.88 - 96, 2018/10

 パーセンタイル:100(Instruments & Instrumentation)

中性子誘起核分裂における即発高エネルギー$$gamma$$線を観測するための新しい測定システムの開発を行った。測定システムは核分裂片を観測するための多芯線比例計数管と$$gamma$$線測定用のLaBr$$_{3}$$(Ce)シンチレータから構成される。開発したシステムを仏国ラウエ・ランジュバン研究所にある高中性子束炉のPF1Bコースに設置して、$$^{235}$$U中性子誘起核分裂における即発$$gamma$$線を行った。測定ではエネルギー最大20MeVまでの$$gamma$$線スペクトルの観測に成功し、$$^{235}$$U中性子誘起核分裂において非常に高いエネルギーの$$gamma$$線が放出されていることを確認した。

論文

Measurements of the neutron activation cross sections for Bi and Co at 386 MeV

八島 浩*; 関本 俊*; 二宮 和彦*; 笠松 良崇*; 嶋 達志*; 高橋 成人*; 篠原 厚*; 松村 宏*; 佐藤 大樹; 岩元 洋介; et al.

Radiation Protection Dosimetry, 161(1-4), p.139 - 143, 2014/10

 被引用回数:2 パーセンタイル:73.24(Environmental Sciences)

GeV領域までの中性子に対する放射化断面積は、加速器施設で生成される高エネルギー中性子の線量評価のために必要なデータである。しかし実験値の不足から、約20MeV以上のエネルギー領域において十分な精度を持つ放射化断面積データが整備されていない。本研究では、大阪大学核物理研究センター(RCNP)において開発した準単色中性子場を用いて、BiとCoの放射化断面積を測定した。使用した準単色中性子場は、386MeVのピーク成分と、より低エネルギーの成分を持つ。実験では、ビーム軸に対して0度と25度の2角度で照射を行い、25度のデータを差し引くことにより、低エネルギー成分を除去した。照射試料の放射能は、高純度ゲルマニウム検出器にて測定した。発表では、取得した実験値と同エネルギー領域における中性子及び陽子に対する他の実験値と比較する。また、汎用モンテカルロコードPHITSの計算値との比較結果も報告する。

論文

Activation detector measurements at the hadron absorber of the NuMI neutrino beamline at Fermilab

松田 規宏; 春日井 好己; 松村 宏*; 岩瀬 広*; 豊田 晃弘*; 八島 浩*; 関本 俊*; 大石 晃嗣*; 坂本 幸夫*; 中島 宏; et al.

Progress in Nuclear Science and Technology (Internet), 4, p.337 - 340, 2014/04

フェルミ国立加速器施設のNuMI (Neutrinos at the Main Injector)は、ニュートリノ混合・振動事象を調査するため大強度のニュートリノを生成しており、崩壊領域の末端には加速陽子や二次粒子のビームダンプとしてハドロンアブソーバーが設置されている。ビームダンプの遮蔽性能を評価するため、放射化検出器による反応率測定をアブソーバーの背面で実施した。検出器の誘導放射能は、ゲルマニウム検出器を用いたスペクトル解析により測定した。反応率の2次元分布には2種類のピークが確認され、1つは両側に強いピーク、もう1つは上方に弱いピークであった。これらのピークは、アブソーバーの隙間を通ってきたストリーミングによるものであった。

論文

Actinide-handling experience for training and education of future expert under J-ACTINET

逢坂 正彦; 小無 健司*; 林 博和; Li, D.*; 本間 佳哉*; 山村 朝雄*; 佐藤 勇; 三輪 周平; 関本 俊*; 窪田 卓見*; et al.

Proceedings of International Conference on Toward and Over the Fukushima Daiichi Accident (GLOBAL 2011) (CD-ROM), 5 Pages, 2011/12

将来アクチノイド研究・技術に従事することが期待される若手に向けたJ-ACTINET主催のサマースクールが成功裏に開催された。第1回のサマースクールは2009年8月茨城地区で開催され、2010年8月関西地区での開催が続いた。アクチノイド研究の入門コースとして、大学・大学院学生並びに若手研究者・エンジニアを対象として、実際のアクチノイド体験を主眼とした。3$$sim$$4日の短期間のスクールでアクチノイドの体験を行い、アクチノイドへの興味を引き出すために多くの努力が払われた。茨城地区でのサマースクールにおいてはアクチノイド取扱いの模擬体験が、また、関西地区でのサマースクールにおいては実際のアクチノイドを用いた実験が好評を博した。今後J-ACTINETサマースクールを毎年開催していく予定である。

論文

Coordination characteristics of trivalent lanthanides and actinides in molten hydrate salts of Ca(NO$$_3$$)$$_2$$ and CaCl$$_2$$

藤井 俊行*; 奥出 元気*; 上原 章寛*; 関本 俊*; 林 博和; 赤堀 光雄; 湊 和生; 山名 元*

Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, 288(1), p.181 - 187, 2011/04

 被引用回数:4 パーセンタイル:57.93(Chemistry, Analytical)

TBP溶液と水和物融体Ca(NO$$_3$$)$$_2cdotmathit{R}$$H$$_2$$O又はCaCl$$_2cdotmathit{R}$$H$$_2$$Oの間のCe(III), Am(III), Cm(III)の分配挙動を放射化学的手法で研究した。Ca(NO$$_3$$)$$_2cdotmathit{R}$$H$$_2$$O系では、Ce/Amの分離係数は最大12、Cm/Amの分離係数は最大1.7という結果が得られた。これらの元素の分配比は水和物融体中の水の活量の減少とともに増加し、水が少ない組成での抽出性能は水が多い組成よりも水の活量の影響を受けにくい。この傾向は、水和物融体中のNd(III)の吸光スペクトルで観察された配位状況の変化と似ている。

論文

Measurement of neutron cross sections for yttrium and terbium at 287 MeV

関本 俊*; 宇都宮 敬*; 八島 浩*; 二宮 和彦*; 尾本 隆志*; 中垣 麗子*; 嶋 達志*; 高橋 成人*; 篠原 厚*; 木下 哲一*; et al.

Progress in Nuclear Science and Technology (Internet), 1, p.89 - 93, 2011/02

中性子入射反応断面積は、加速器施設の遮蔽設計や宇宙化学における元素合成過程の解明のために必要なデータである。しかし、約100MeV以上のエネルギー領域における実験データは乏しい。本研究では放射化法を用いて、イットリウムとテルビウムに対する287MeV中性子の反応断面積を測定した。実験は大阪大学核物理研究センター(RCNP)において、$$^{7}$$Li(p, n)反応により生成した準単色中性子ビームを用い行った。ビーム軸上に設置したイットリウムとテルビウムのサンプルに準単色中性子ビームを照射し、各サンプルの放射能を測定することにより反応断面積を導出した。また、陽子入射反応断面積を得るために、300MeV陽子ビームをサンプルに照射した実験も行った。発表では、得られた中性子入射反応断面積を示すとともに、陽子入射反応との相違点について考察する。

論文

Unique extraction behavior of americium and curium in a system of TBP and calcium nitrate hydrate melt

奥出 元気*; 藤井 俊行*; 上原 章寛*; 関本 俊*; 湊 和生; 山名 元*

IOP Conference Series; Materials Science and Engineering, 9, p.012067_1 - 012067_7, 2010/05

 被引用回数:2 パーセンタイル:21.97

Extraction of Am(III) and Cm(III) between tri-$$n$$-butyl phosphate solution and molten calcium nitrate hydrate Ca(NO$$_{3}$$)$$_{2}$$-$$R$$H$$_{2}$$O was investigated radiochemically. In the range of water content $$R$$ = 3.5-8.0, the distribution ratio was found to increase with the decrease of water activity. The dependence of the distribution ratios on the water activity in the hydrate melt changes at around log $$a$$$$_{rm H2O}$$ = -0.4, which corresponds to $$R$$ = 5.0. The extraction behavior of Am(III) and Cm(III) was systematically discussed with the reported data of trivalent lanthanides.

口頭

Fermilabにおける遮蔽実験; Moyerパラメータに関する計算解析

松田 規宏; 春日井 好己; 坂本 幸夫; 中島 宏; 松村 宏*; 岩瀬 広*; 豊田 晃弘*; 八島 浩*; 関本 俊*; 大石 晃嗣*; et al.

no journal, , 

米国フェルミ国立加速器研究所(Fermilab)の反陽子生成ターゲットステーション(pbar)における、放射化検出器を用いた遮へい実験結果から、Moyerの式での中性子束の角度依存性の検討を行った。高エネルギー加速器施設の遮へい設計では、Moyerの式に代表される簡易計算式がよく使われており、PHITSコードによる実験解析をもとに中性子束の角度依存パラメータ:b(120GeV)を報告するとともに、b(Ep)のエネルギー依存性について議論する。

口頭

$$^{235}$$U熱中性子核分裂における即発$$gamma$$線スペクトルの測定

牧井 宏之; 西尾 勝久; 西中 一朗; 廣瀬 健太郎; Orlandi, R.; Smallcombe, J.; L$'e$guillon, R.; 関本 俊*; 高宮 幸一*; 大槻 勤*

no journal, , 

福島第一原子力発電所では廃止措置に向け、溶解しデブリとなった核燃料の取り出しが計画されている。その際、体系が未臨界であることを保証しながら作業を進める必要があるが、そのためには核分裂事象の頻度を観測する必要がある。しかしながら、使用済核燃料から放出されるバックグラウンド$$gamma$$線等により、核分裂事象に伴い発生する即発中性子を観測することは容易ではない。一方、$$^{252}$$Cfの自発核分裂事象においては、核分裂生成物の$$beta$$崩壊等で生じる$$gamma$$線(最大数MeV)を超える高エネルギー$$gamma$$線が発生することが知られている。我々はこの高エネルギー$$gamma$$線に感度を有する未臨界監視$$gamma$$線検出器の開発を提案している。しかしながら、$$^{235}$$Uの熱核分裂事象においては最大7MeVまでの$$gamma$$線しか測定されていない。そこで我々は未臨界監視$$gamma$$線検出器の開発に資するため、$$^{235}$$Uの熱核分裂事象において発生する、最大20MeVまでの高エネルギー$$gamma$$線の収率を確認することを目的とした測定を開始した。本発表ではバックグラウンド$$gamma$$の発生量等を確認した試験測定の結果を報告する。

口頭

新たな未臨界監視検出器をめざした核分裂高エネルギー$$gamma$$線の測定

西尾 勝久; 牧井 宏之; 廣瀬 健太郎; 西中 一朗; Orlandi, R.; Smallcombe, J.; 大槻 勤*; 関本 俊*; 高宮 幸一*

no journal, , 

福島第一原子力発電所の廃止措置において燃料デブリを取り出す際、臨界監視を行って安全を確保する必要がある。これは、体系内での核分裂事象の頻度を検出することで決定するが、環境からの強いバックグランド$$gamma$$線下で事象を検出する必要がある。ここでは、核分裂に伴って放出される高エネルギーの即発$$gamma$$線(6MeV以上)を測定する方法を提案する。本研究は、このための基礎データとなる$$^{235}$$U(n$$_{th}$$,f)の$$gamma$$線スペクトルを高エネルギー領域まで測定することを目的とする。発表では、開発した$$gamma$$線検出器のテスト実験について報告する。

口頭

$$^{235}$$U中性子核分裂における即発高エネルギーガンマ線の測定

牧井 宏之; 西尾 勝久; 廣瀬 健太郎; Orlandi, R.; L$'e$guillon, R.; 小川 達彦; Soldner, T.*; Hambsch, F.-J.*; A$"i$che, M.*; Astier, A.*; et al.

no journal, , 

福島第一原子力発電所では、廃止措置に向けてデブリとなった核燃料の取出しが計画されているが、体系が未臨界であることを保証しながら作業を進める必要がある。核分裂生成物に由来した強いバックグラウンド$$gamma$$線環境下で核分裂事象の頻度を計測することになるため、我々は即発高エネルギー$$gamma$$線に感度を有する未臨界監視検出器の開発を提案している。この検出器開発の基礎データとなる、$$^{235}$$U中性子核分裂に伴い発生する即発$$gamma$$線のエネルギースペクトルを測定するため、我々は多芯線比例計数管・LaBr$$_{3}$$(Ce)シンチレータから構成される新たな測定装置の開発を行った。開発した装置を用いた測定は、仏国ラウエ・ランジュバン研究所の高中性子束炉(HFR)からの大強度冷中性子ビームを用いて行い、おおよそ20MeVまでのエネルギー領域で$$gamma$$線を観測することに成功した。本発表では測定で得られた結果を報告するとともに、$$gamma$$線の発生機構についても議論する。

口頭

Measurement of high-energy prompt fission $$gamma$$ rays in $$^{235}$$U(n$$_{th}$$,f)

小川 達彦; 牧井 宏之; 西尾 勝久; 廣瀬 健太郎; Orlandi, R.; L$'e$guillon, R.*; Soldner, T.*; Hambsch, F.-J.*; Aiche, M.*; Astier, A.*; et al.

no journal, , 

原子炉内の放射線挙動の解析、使用済み核燃料の放射線安全確保、原子核についての基礎研究などの観点に応じて、アクチノイドの核分裂に伴って放出されるガンマ線の測定がなされてきた。ここで、ガンマ線は励起状態にある核分裂生成物から生じ、これまでは8MeV程度までのエネルギー域を測定対象としてきた。しかし、核分裂生成物の一部は20MeV程度の励起エネルギーを持ち、8MeVを超える高エネルギーガンマ線を放出することが理論的に予測されていたため、その測定データが望まれてきた。本研究では、Laue Langevin研究所のhigh-flux research reactorを用いて、$$^{235}$$Uターゲットに熱中性子を照射し、その中性子捕獲核分裂反応から放出されるガンマ線をLaBrシンチレータで測定した。ここで得られたガンマ線エネルギースペクトルは、8MeV以下では従来の測定結果と合致し、10MeV以上の部分に山を成す構造を作り、20MeV近傍までなだらかに伸びた。本研究で進めた測定により、核分裂反応は20MeV付近まで高エネルギーにわたってガンマ線を発生させることとともに、そのエネルギースペクトルについても、$$^{235}$$U(n$$_{th}$$,f)を例にして明らかにした。

口頭

Measurement of high-energy prompt fission $$gamma$$ rays in $$^{235}$$U(n$$_{th}$$,f)

小川 達彦; 牧井 宏之; 西尾 勝久; 廣瀬 健太郎; Orlandi, R.; L$'e$guillon, R.*; Soldner, T.*; Hambsch, F.-J.*; Aiche, M.*; Astier, A.*; et al.

no journal, , 

原子炉内の放射線挙動の解析、使用済み核燃料の放射線安全確保、原子核に関する基礎研究などの様々な観点に応じて、アクチノイドの核分裂に伴って放出される$$gamma$$線が測定されてきた。ここで、$$gamma$$線は励起状態にある核分裂生成物から生じ、従来は8MeV程度までのエネルギー域を測定対象としてきた。しかし、核分裂生成物の一部は20MeV程度の励起エネルギーを持ち、8MeVを超える高エネルギー$$gamma$$線を放出することが理論的に予測されていた。本研究では、Laue Langevin研究所のhigh-flux research reactorを用いて、$$^{235}$$Uターゲットに熱中性子を照射し、その中性子捕獲核分裂反応から放出される$$gamma$$線をLaBrシンチレータで測定した。ここで得られた$$gamma$$線エネルギースペクトルは、8MeV以下では従来の測定結果と合致し、10MeV以上の部分に山を成す構造を作り、20MeV近傍までなだらかに伸びた。本研究で進めた測定により、核分裂反応は20MeV付近まで高エネルギーにわたって$$gamma$$線を発生させることとともに、そのエネルギースペクトルについても、$$^{235}$$U(n$$_{th}$$,f)を例にして明らかにした。

口頭

Measurement of high-energy prompt fission $$gamma$$-ray emission in $$^{235}$$U ($$n_{rm th},f$$)

牧井 宏之; 西尾 勝久; 廣瀬 健太郎; Orlandi, R.; L$'e$quillon R.; 小川 達彦; Soldner, T.*; K$"o$ster, U.*; Hambsch, F.-J.*; 河野 俊彦*; et al.

no journal, , 

Prompt fission $$gamma$$-ray spectra (PFGS) are important as they allow us to study the structure and de-excitation process of neutron-rich fission fragments. They are also required for the design of the Gen-IV fast reactors and advanced light-water reactors. For spontaneous fission of $$^{252}$$Cf, $$^{252}$$Cf(sf), prompt fission $$gamma$$ rays were observed up to energies of about $$E_{gamma}=$$20 MeV. For neutron-induced fissions, however, the measured PFGS are limited below $$E_{gamma}$$ = 9$$sim$$10 MeV. In this work we extended the measurement of the PFGS for cold neutron-induced fission of $$^{235}$$U up to $$E_{gamma}sim$$ 20 MeV by gaining a factor of about 10$$^{5}$$ in statistics compared to the measurements performed so far. The measurement was carried out at the PF1B cold-neutron facility of the ILL, Grenoble, France. The spectrum exhibits local bump structures at $$E_{gamma}sim$$ 4 MeV and $$sim$$ 6 MeV and also a broad one at $$sim$$ 15 MeV. In this contribution, we will discuss the origins of the bump structures in comparison with the statistical Hauser-Feshbach model calculation.

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