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論文

Development of the multi-cubic $$gamma$$-ray spectrometer and its performance under intense $$^{137}$$Cs and $$^{60}$$Co radiation fields

冠城 雅晃; 島添 健次*; 加藤 昌弘*; 黒澤 忠弘*; 鎌田 圭*; Kim, K. J.*; 吉野 将生*; 庄司 育宏*; 吉川 彰*; 高橋 浩之*

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 1010, p.165544_1 - 165544_9, 2021/09

https://doi.org/10.1016/j.nima.2021.165544
 被引用回数：0 パーセンタイル：0.02(Instruments & Instrumentation)

2011年の東京電力ホールディングス福島第一原子力発電所の事故以来、世界各地で廃止措置措置に入る原子力施設が増加している。これらの原子力施設では、放射性物質の適切な管理が要求されている。そこで、ガンマ線スペクトル測定技術は、放射性物質の重要な情報を得ることができるため、有益なツールである。さらに、放射性物質の空間情報も重要であるため、ガンマ線イメージングについて求められている。しかしながら、これらの施設には、強度放射線場が広がるため、ガンマ線スペクトル測定やガンマ線イメージングが困難になる。そのため、寸法が5mm $$times$$ 5mm $$times$$ 5mmの小さなCeBr$$_3$$シンチレーター4個で分割した$$gamma$$線スペクトロメーターを開発した。上記の4個のシンチレーターは、強度放射場に特化したマルチアノード光電子増倍管と組合わせた。私たちは、$$^{137}$$Csと$$^{60}$$Coの放射線場で照射試験を実施した。$$^{137}$$Cs照射場の線量率1375mSv/hにおいて、相対エネルギー分解能が、それぞれのチャンネルで、9.2$$pm$$0.05%, 8.0$$pm$$0.08%, 8.0$$pm$$0.03%, 9.0 $$pm$$0.04%であった。

論文

Gamma-ray spectroscopy with a CeBr$$_3$$ scintillator under intense $$gamma$$-ray fields for nuclear decommissioning

冠城 雅晃; 島添 健次*; 加藤 昌弘*; 黒澤 忠弘*; 鎌田 圭*; Kim, K. J.*; 吉野 将生*; 庄司 育宏*; 吉川 彰*; 高橋 浩之*; et al.

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 988, p.164900_1 - 164900_8, 2021/02

https://doi.org/10.1016/j.nima.2020.164900
 被引用回数：11 パーセンタイル：88.45(Instruments & Instrumentation)

近年、2011年の東京電力ホールディングス福島第一原子力発電所事故より、世界各地で、廃止措置になる原子力施設が増加している。一方、原子力施設の廃止措置工程においては、放射性廃棄物や使用済み核燃料を適切な管理下で回収しなければならないため。そこで、本研究は、高線量率下でのガンマ線スペクトロメトリを実現するため、5mm$$times$$5mm$$times$$5mmの微小CeBr$$_{3}$$スペクトロメーターを構築した。さらに、(1)毎秒ギガサンプリング率のデジタル信号処理、(2)後段3段ダイノード電圧印加機能付光電子増倍管により、1Sv/hを超える線量率でのガンマ線スペクトル測定に成功した。$$^{137}$$Cs放射線場で、662keVのエネルギー分解能(半値幅)が、22mSv/hで4.4%であり、それが1407mSv/hでは5.2%である。対して、$$^{60}$$Co放射線場では、1333keVのエネルギー分解能(半値幅)が、26mSv/hで3.1%であり、それが2221mSv/hでは4.2%である。これらは、$$^{134}$$Cs, $$^{137}$$Cs, $$^{60}$$Co, $$^{154}$$Euのガンマ線を分解できる要求を満たており、同時に1Sv/h以上で上記核種のガンマ線分析が可能なことを示唆するものである。

論文

A Cubic CeBr$$_{3}$$ gamma-ray spectrometer suitable for the decommissioning of the Fukushima Daiichi Nuclear Power Station

冠城 雅晃; 島添 健次*; 大鷹 豊*; 上ノ町 水紀*; 鎌田 圭*; Kim, K. J.*; 吉野 将生*; 庄子 育宏*; 吉川 彰*; 高橋 浩之*; et al.

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 971, p.164118_1 - 164118_8, 2020/08

https://doi.org/10.1016/j.nima.2020.164118
 被引用回数：7 パーセンタイル：65.65(Instruments & Instrumentation)

Our work focused on the passive gamma-ray analysis (PGA) of the nuclear fuel debris based on measuring gamma rays with an energy greater than 1 MeV for the decommissioning of the Fukushima Daiichi Nuclear Power Station (FDNPS). The PGA requires gamma-ray spectrometers to be used under the high dose rates in the FDNPS, then we fabricated a small cubic CeBr$$_{3}$$ spectrometer with dimensions of 5 mm $$times$$ 5 mm $$times$$ 5 mm, coupled to a Hamamatsu R7600U-200 photomultiplier tube (PMT). The performance at dose rates of 4.4 to 750 mSv/h in a $$^{60}$$Co field was investigated. The energy resolution (FWHM) at 1333 keV ranged from 3.79% to 4.01%, with a standard deviation of 6.9%, which met the narrow gamma decay spectral lines between $$^{154}$$Eu (1274 keV) and $$^{60}$$Co (1333 keV). However, the spectra shifted to a higher energy level as the dose rate increase, there was a 51% increase at the dose rates of 4.4 to 750 mSv/h, which was caused by the PMT gain increase.

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

https://doi.org/10.1103/PhysRevD.84.012006
 被引用回数：29 パーセンタイル：73.24(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

https://doi.org/10.1103/PhysRevC.83.064903
 被引用回数：184 パーセンタイル：99.45(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$$m_T$$や$$x_T$$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

https://doi.org/10.1103/PhysRevC.83.044912
 被引用回数：9 パーセンタイル：49.6(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

https://doi.org/10.1103/PhysRevD.83.052004
 被引用回数：177 パーセンタイル：98.48(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$$K^0_s$$, $$omega$$, $$eta'$$と$$phi$$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

Anion-exchange behavior of Rf in HCl and HNO$$_{3}$$ solutions

羽場 宏光; 塚田 和明; 浅井 雅人; 後藤 真一*; 豊嶋 厚史; 西中 一朗; 秋山 和彦; 平田 勝; 市川 進一; 永目 諭一郎; et al.

Journal of Nuclear and Radiochemical Sciences, 3(1), p.143 - 146, 2002/06

https://doi.org/10.14494/jnrs2000.3.143

われわれの研究グループでは、超アクチノイド元素である104番元素ラザホージウム(Rf)の溶液化学実験を進めている。まず、Rfの同族元素Zr並びにHfに加え擬4族元素Thの放射性トレーサーを製造し、バッチ法により1.1-13.1M HNO$$_{3}$$並びに1.0-11.5M HCl系における陰イオン交換分配係数を系統的に測定した。また、Rfの単一原子の化学実験を行うために、繰り返し実験が可能な迅速イオン交換分離装置(AIDA)を開発した。原研タンデム加速器を用いて、$$^{nat}$$Ge($$^{18}$$O,xn),$$^{nat}$$Gd($$^{18}$$O,xn)並びに$$^{248}$$Cm($$^{18}$$O,5n)反応によってそれぞれ $$^{85}$$Zr,$$^{169}$$Hf並びに$$^{261}$$Rfを製造し、4.0-11.5M HCl並びに8.0M HNO$$_{3}$$系における陰イオン交換実験を行った。塩酸系では、7.0-11.5Mの範囲でRfの分配係数は塩酸濃度の増加とともに急激に増加し、陰イオン塩化物錯体([Rf(OH)Cl$$_{5}$$]$$^{2-}$$,[RfCl$$_{6}$$]$$^{2-}$$)の形成を示唆した。また、樹脂への吸着性の強さは、Rf$$>$$Zr$$>$$Hfの順であることがわかった。一方、8.0M HNO$$_{3}$$系では、Rfは同族元素ZrとHfと同様に陰イオン交換樹脂に対して低い吸着性を示し、ThやPuと全く異なることがわかった。

論文

Startup of transactinide chemistry in JAERI

羽場 宏光; 塚田 和明; 浅井 雅人; 西中 一朗; 阪間 稔*; 後藤 真一*; 平田 勝; 市川 進一; 永目 諭一郎; 金子 哲也*; et al.

Radiochimica Acta, 89(11-12), p.733 - 736, 2002/02

https://doi.org/10.1524/ract.2001.89.11-12.733
 被引用回数：15 パーセンタイル：68.91(Chemistry, Inorganic & Nuclear)

われわれの研究グループでは、超アクチノイド元素の化学挙動実験を計画している。最近、原研タンデム加速器を用いて加速される$$^{18}$$O,$$^{19}$$Fを$$^{248}$$Cmターゲットに照射し、それぞれ$$^{261}$$Rf,$$^{262}$$Dbの合成に成功した。これらの核種の測定は新しく開発した$$alpha$$線連続測定装置を用いて行い、親娘の$$alpha$$-$$alpha$$相間事象によって確認した。化学挙動実験の最初としてRfの溶液化学実験を計画している。その準備として、Rfの同族元素Zr並びにHfに加え擬4族元素Th並びにPuの放射性トレーサを製造し、硝酸-フッ酸、硝酸並びに塩酸系においてイオン交換の分配係数を系統的に測定した。またRfのone-atom-at-atime chemistryを目指し、繰り返実験が可能な高速液体クロマトグラフ装置を開発しテストを行った。

報告書

Characteristics of edge localized mode in JFT-2M H-mode

松本 宏; R.J.Goldston*; 船橋 昭昌; 星野 克道; 川島 寿人; 河上 知秀; 前田 彦祐; 的場 徹; 松田 俊明; 三浦 幸俊; et al.

JAERI-M 89-020, 26 Pages, 1989/03

JAERI-M-89-020.pdf:1.0MB

JFT-2MのHモードプラズマにおいて観測される周辺振動現象の特性について明らかにした。ELMは周辺電子密度に大きな影響を与えるが、電子温度への影響は、セパラトリック面の近傍を除くと少ないことが、ECE測定より明らかとなった。ELMの起きる実験的条件、制御方法を明らかにし、まとめた。まず、重水素プラズマ中では、一般にELMは起きにくいが、密度が低くなると起きる。また、重水素プラズマに比べ、水素プラズマ中ではELMは起きやすい。このELMは加熱入力を増すことにより制御できる。またプラズマ電流をたち下げることにより抑制でき、たち上げることにより、ELMを生成できることが明らかにされた。ELMのMHD特性を磁気プローブ信号の解析により明らかにした。

報告書

分析マニュアル-1 (工程分析編)

林 允之*; 和地 勇*; 庄司 和弘*

PNC TN8520 86-015, 470 Pages, 1986/04

PNC-TN8520-86-015.pdf:9.7MB

再処理工場における各種工程に関する日常分析方法についてマニュアル化したものである。▲本編は,特に工程分析関係の分析方法について編集したもので,1978年の初報および1981年の第2報を基に見直し,改訂したものである。▲内容は,再処理工程試料中のウラン,プルトニウム,全$$alpha$$,全$$beta$$,全$$gamma$$,遊離酸,全酸水酸基,炭酸,ヒドラジン,亜硝酸,油分,TBP,DBPおよび不純物の分析操作手順について記述した。▲尚,附則に過去の分析標準作業法の改訂経緯表を添付した。

報告書

In-plant Measurements of Gamma-ray Transmissions for Precise K-edge and Passive Assay of Plutonium Concentration and Isotopic Fractions in Product Solutions

Russo, P. A.*; 朝倉 祥郎*; Hsue, S. T.*; 近藤 勲*; Sprinkle, J. K. Jr.*; 舛井 仁一*; Johnson, S. S.*; 庄司 和弘*

PNC TN841 82-10, 76 Pages, 1982/08

PNC-TN841-82-10.pdf:4.87MB

None

口頭

Introduction to multi Cubic high energy gamma-ray spectrometer

冠城 雅晃; 島添 健次*; 大鷹 豊*; 上ノ町 水紀*; 鎌田 圭*; Kim, J.*; 吉野 将生*; 庄司 育宏*; 吉川 彰*; 高橋 浩之*; et al.

no journal, , 

Nine years have been passed since the accident of Fukushima Daiichi Nuclear Power Station (FDNPS), and the retrieval of nuclear fuel debris will be planned to start from 2021 fiscal year. But these retrieval samples will include not only nuclear fuel debris, but also the other materials. To accelerate the decommissioning, non-destructive assessments (NDA) for the nuclear fuel debris are required for the quick disposals. We are developing a high energy gamma-ray spectrometer under high dose-rate environments using CeBr$$_{3}$$ scintillator. The goal of this research is to realize gamma-ray spectrometry at dose rates of over 1 Sv/h. Then, we first developed a small cubic CeBr$$_{3}$$ scintillator, and we studied the high dose-rate performance at dose rates of up to 790 mSv/h in a $$^{60}$$Co field. In this presentation, we will introduce the concept of Multi Cubic high energy gamma-ray spectrometer, and show the high dose-rate performance in a standard radiation field.

口頭

東京電力ホールディングス(株)福島第一原子力発電所の廃止措置に向けたマルチCubic高エネルギーガンマ線スペクトロメトリシステムの特性試験

冠城 雅晃; 島添 健次*; 大鷹 豊*; 上ノ町 水紀*; 鎌田 圭*; Kim, K. J.*; 吉野 将生*; 庄司 育宏*; 吉川 彰*; 高橋 浩之*; et al.

no journal, , 

東京電力ホールディングス福島第一原子力発電所では、2021年度以降、原子炉格納容器から溶け落ちた核燃料と周囲構造物の混ざり合った物質である燃料デブリの取り出しが予定されている。上記に向けた非破壊測定技術の一環として、$$^{154}$$Euや核反応からの高エネルギーガンマ線を高線量率環境下で測定できるガンマ線スペクトロメトリシステムの開発を進めている。本件では、5mm立方角のCeBr$$_{3}$$,光電子増倍管,高速信号処理モジュールで構築した検出システムを、最大線量率750mSv/hの$$^{60}$$Co照射場において、線量率を変化させて照射試験を実施することで、当該システムの線量率特性を評価したので報告する。

口頭

東京電力ホールディングス(株)福島第一原子力発電所の燃料デブリ取り出しに向けた高線量率特化型ガンマ線スペクトロメトリシステムの開発

冠城 雅晃; 島添 健次*; 加藤 昌弘*; 黒澤 忠弘*; 鎌田 圭*; Kim, K. J.*; 吉野 将生*; 庄司 育宏*; 吉川 彰*; 高橋 浩之*; et al.

no journal, , 

東京電力ホールディングス福島第一原子力発電所では、燃料デブリの取り出しが開始されようとしている。燃料デブリは、表面線量率が極めて高く、かつ、組成が不均一のため、取り出し時の仕分けに必要な非破壊測定技術が求められている。本件では、上記に向け、CeBr$$_3$$シンチレーターを採用した高線量率特化型ガンマ線スペクトルメトリシステムを開発し、それを1Sv/hを超える高線量率ガンマ線場において特性評価を実施したので報告する。

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