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photoproduction on the proton at 
= 1.3-2.4 GeV橋本 敏和*; 土川 雄介; LEPS BGOegg Collaboration*; 他58名*
Physical Review C, 106(3), p.035201_1 - 035201_15, 2022/09
被引用回数：0 パーセンタイル：0.02(Physics, Nuclear)We report exclusive measurements for the photoproduction on a proton target. The differential cross sections and photon beam asymmetries of the 
reaction are measured in a center-of-mass energy (
) range of 1.82-2.32 GeV and a polar angle range of 
by using a large acceptance calorimeter (BGOegg) and forward-angle charged-particle detectors at the SPring-8 LEPS2 beamline. The reaction is identified with a kinematic fitting method to select a recoil proton and two photons produced in an meson decay. A bump structure at W = 2.0-2.3 GeV in the differential cross section is confirmed at extremely backward polar angles, where the existing data are inconsistent with each other. This bump structure is likely associated with high-spin resonances that couple with 
quarks. The photon beam asymmetries in a wide polar angle range for the photon beam energies above 2.1 GeV are reported for the first time, providing an additional constraint to nucleon resonance studies at high energies.
阿部 雄太; 土川 雄介; 甲斐 哲也; 松本 吉弘*; Parker, J. D.*; 篠原 武尚; 大石 佑治*; 加美山 隆*; 永江 勇二; 佐藤 一憲
JPS Conference Proceedings (Internet), 33, p.011075_1 - 011075_6, 2021/03
Since the hardness of fuel debris containing boride from B
C pellet in control rod is estimated to be two times higher as that of oxide, such as UO
and ZrO, distribution of such boride in the fuel debris formed in the Fukushima-Daiichi Nuclear Power Plants may affect the process of debris cutting and removal. The high neutron absorption of boron may affect the possibility of re-criticality during the process of debris removal. Therefore, boride distribution in fuel debris is regarded as an important issue to be addressed. However, boron tends to have difficult in quantification with conventionally applied methods like EPMA and XPS. In this study, accelerator-driven neutron-imaging system was applied. Since boron is the material for neutron absorption, its sensitivity in terms of neutron penetration through specimens is concerned. To adjust neutron attenuation of a specimen to suit a particular measurement by selecting the neutron energy range, we focused on the energy resolved neutron imaging system RADEN, which utilizes wide energy range from meV to keV. Development of a method to visualize boron distribution using energy-resolved neutrons has been started. In this presentation the authors show the status of the development of a method utilizing energy-resolved neutrons and provide some outcome from its application to the Core Material Melting and Relocation (CMMR)-0 and -2 specimens.
土川 雄介; 阿部 雄太; 大石 佑治*; 甲斐 哲也; 藤 暢輔; 瀬川 麻里子; 前田 亮; 木村 敦; 中村 詔司; 原田 正英; et al.
JPS Conference Proceedings (Internet), 33, p.011074_1 - 011074_6, 2021/03
福島原子力発電所の解体作業では、溶融した燃料棒に含まれるホウ素分布を事前に把握することが重要である。溶融燃料棒の模擬試験体を用意し、ホウ素やホウ化物の含有量を調査する研究が行われてきた。本研究では、その一環として中性子を用いたホウ素並びにホウ化物分布の測定技術開発を行った。ホウ素の中性子吸収に伴う即発ガンマ線を測定し、ホウ素量や二次元分布を測定した。また、n(B,
)反応における478keV線は、ホウ素の化合状態により、線ピークの幅が変化することが知られている。このことを用い、特に溶融燃料棒周辺に存在することが予測されているZrBやFeBといったホウ化物の識別可能性について調査した。測定はJ-PARC/MLFのANNRI, NOBORU, RADENにて行った。これらの解析結果について報告する。
土川 雄介; 甲斐 哲也; 阿部 雄太; 大石 佑治*; Sun, Y.*; 及川 健一; 中谷 健; 佐藤 一憲
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 991, p.164964_1 - 164964_5, 2021/03
被引用回数：0 パーセンタイル：0.02(Instruments & Instrumentation)福島第一原子力発電所の廃炉に伴い、建屋内部に残留するホウ素やホウ化物の定量分析、及びホウ素化合状態の同定が一つの重要な調査項目となっている。本件では、ホウ化ジルコニウム,ホウ化鉄,純ホウ素及びその他のホウ化物に中性子を照射することで発生する478keV即発ガンマ線のエネルギー幅を測定し、ホウ化物毎に異なるドップラー幅を用いた化合物の同定可能性を調査した。金属,非金属ホウ化物ではそれらの即発ガンマ線ドップラー幅に顕著な違いが見られた一方で、ホウ化ジルコニウムとホウ化鉄では幅の違いが微小であった。ガンマ線エネルギースペクトル解析でこれら金属ホウ化物の違いを詳細に測定し評価した。
阿部 雄太; 土川 雄介; 甲斐 哲也; 松本 吉弘*; Parker, J. D.*; 篠原 武尚; 大石 佑治*; 加美山 隆*; 永江 勇二; 佐藤 一憲
Proceedings of 2020 International Conference on Nuclear Engineering (ICONE 2020) (Internet), 6 Pages, 2020/08
Boron carbide is used as a neutron-absorbing material in Fukushima-Daiichi Nuclear Power Station (1F), producing borides that are twice as hard as oxides (such as UO and ZrO). The high neutron absorption of boron affects the evaluation of re-criticality during the process of debris retrieval. Therefore, it is important not only to determine the presence of boron but also to investigate the distribution of boron inside the material in a non-destructive manner during decommissioning. To address the uncertainties in the core material relocation behavior of boiling water reactor (BWR) during a severe accident (SA), solidified melt specimens of a simulated fuel assembly were prepared by plasma heating. If core material melting and relocation (CMMR) specimens can be used to estimate the B distribution in 1F Unit-3, that will provide valuable information in the decommissioning of 1F. To address this, the authors focused on the energy-resolved neutron imaging system, RADEN, which utilizes a wide energy range, from meV to keV. This is an innovative three-dimensional analysis technology for boride distribution that affects the evaluation of hardness and re-criticality. In the calibration standard samples (Zr
B
and FeB), there was a good correlation between boron concentration and the energy-dependence of the cross sections of cold and epi-thermal neutrons. In the CMMR specimens, boron distribution was confirmed from the contrast difference between cold and epi-thermal neutrons. In the future, the results of calibration standard samples will be applied to the results of CMMR specimens. With this method, three-dimensional boron distribution will be measured, and the understanding of boride distribution 1F Unit-3 will be improved, which may be reflected in an improved SA code.
勅使河原 誠; 土川 雄介*; 市川 豪*; 高田 慎一; 三島 賢二*; 原田 正英; 大井 元貴; 河村 幸彦*; 甲斐 哲也; 河村 聖子; et al.
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 929, p.113 - 120, 2019/06
被引用回数：13 パーセンタイル：84.78(Instruments & Instrumentation)ナノダイアモンドは、冷中性子以下のエネルギーにおける反射材として注目されている。ナノダイアモンドを用いた中性子源の高度化には、断面積データの整備が必要である。そのため、この論文では、中性子の透過率の測定から0.2meVから100meVの範囲で全断面積を測定した結果を報告する。測定した全断面積は、エネルギーが低くなるにつれて大きくなり、グラファイトと比較すると0.2meVで約2桁以上高くなることが分かった。その全断面積に占める非弾性散乱の寄与を調べるため、中性子のエネルギー1.2, 1.5, 1.9及び5.9meVで中性子非弾性散乱実験を行った。その結果、測定したエネルギーにおいて、全断面積に占める非弾性散乱の寄与がほぼ無視できることも分かった。さらに、中性子小角散乱実験の結果から、全断面積の高くなる要因として、前方方向、いわゆる小角方向への散乱の寄与が高いことが示された。
土川 雄介; 甲斐 哲也; 篠原 武尚; Parker, J. D.*; 及川 健一
no journal, ,
J-PARC MLFの中性子ビームラインNOBORU及びRADENにおける高速中性子を用いた中性子イメージングについて議論する。また0.5eV
MeVの中性子を用いた最近の中性子イメージングの研究成果や検出器開発について報告する。
甲斐 哲也; 土川 雄介; 廣井 孝介; Su, Y. H.; 瀬川 麻里子; Parker, J. D.*; 松本 吉弘*; 林田 洋寿*; 篠原 武尚; 及川 健一
no journal, ,
Neutron resonance absorption imaging is a technique to visualize spatial distributions of specific elements in a sample. A neutron cross section rapidly increases at resonance energies specified by a target element. The resonance peaks in the cross section are measured as sharp dips in an energy-dependent neutron transmission rate of a sample. In an imaging measurement the transmission rate at each position is measured by a two-dimensional time-analyzing neutron detector, and a transmission image enhancing a specific element is obtained at its resonance energies determined by the flight time of neutron. It is also possible to visualize a distribution of temperature of an element by analyzing the sharp dips broadened by the Doppler effect caused by thermal vibration of the element. In this presentation, research activities using the neutron resonance absorption imaging technique performed in NOBORU and RADEN are introduced.
篠原 武尚; 甲斐 哲也; 及川 健一; 廣井 孝介; Su, Y. H.; 中谷 健; 關 義親; 土川 雄介; 林田 洋寿*; Parker, J. D.*; et al.
no journal, ,
J-PARCのMLFに建設された世界で最初のパルス中性子イメージング専用装置である螺鈿は、通常の中性子ラジオグラフィとトモグラフィを行うだけでなく、短パルス中性子ビームの特長を活かしたエネルギー分析型中性子イメージングを高度に実施可能な実験装置である。2014年に建設を完了した後、2015年度からユーザー利用を開始してきたが、その一方で、更なる技術開発を続けている。本発表では、螺鈿におけるエネルギー分析型中性子イメージング技術開発の現状について報告する。
土川 雄介; 阿部 雄太; 大石 佑治*; 甲斐 哲也; 原田 正英; 及川 健一; 松本 吉弘*; Parker, J. D.*; 篠原 武尚; 永江 勇二; et al.
no journal, ,
福島第一原子力発電所の解体作業では、溶融、再凝固した燃料棒等に含まれるホウ素分布を調査する必要がある。本研究では、中性子を用いたホウ素並びにホウ化物の空間分布測定技術開発を行った。ホウ素の中性子吸収に伴う即発ガンマ線を測定し、ホウ素量やその二次元分布を測定した。また、n(B,)反応における478keV線を用いて即発ガンマ線解析(PGAA)を行い、測定したピーク幅の情報から、特に溶融燃料棒やその周辺に存在することが予測されているZrBやFeBといったホウ化物が分離可能であることが測定結果から示唆された。J-PARC/MLFのNOBORU, RADENビームラインで行った測定と今後の課題、展望について報告、議論する。
阿部 雄太; 甲斐 哲也; 土川 雄介; 松本 吉弘*; Parker, J. D.*; 篠原 武尚; 大石 佑治*; 加美山 隆*; 永江 勇二; 佐藤 一憲
no journal, ,
ホウ素の分布は、福島第一原子力発電所(1F)炉内の燃料デブリにも相当量のホウ素が含まれていると推察されるため、臨界性評価や取出し時の超高硬度物質への対処などの観点から重要である。本講演では、J-PARCのエネルギー分解型中性子イメージング装置で撮像した、CMMR試験体のホウ素分布結果を紹介する。
阿部 雄太; 甲斐 哲也; 土川 雄介; 松本 吉弘*; Parker, J. D.*; 篠原 武尚; 加美山 隆*; 大石 佑治*; 永江 勇二; 佐藤 一憲
no journal, ,
福島第一原子力発電所事故(1F)における炉内状況の把握に重要な要素として、粒子状の炭化ホウ素を内包した制御棒ブレードの炉心溶融時の振舞いが挙げられる。BWR炉心溶融時の挙動解明に資する目的で行われたCMMR試験(基本構成要素を模擬した模擬燃料集合体による破損試験)では、1F2号機の温度履歴を模擬し、超高温(最高温度部分で2,300
C内外)まで加熱・保持した条件においても、試験体の一部にはホウ素含有物が存在することが確認されており、1Fの燃料デブリにもある程度のホウ素が含まれている可能性がある。炉内のホウ素含有物の分布は、燃料デブリの臨界性評価や取出し時の超高硬度物質への対処等の観点から重要課題であり、前記したCMMR試験体のホウ素含有物分布を精度良く測定することができれば、1F2号機等の推定精度を高めることに繋がる。本講演では、J-PARCのエネルギー分析型中性子イメージング装置(RADEN)で撮像した、CMMR試験体のホウ素含有物分布結果を紹介する。
土川 雄介; 甲斐 哲也; 阿部 雄太; 大石 佑治*; Sun, Y.*; 及川 健一; 中谷 健; 佐藤 一憲; Joseph, P.*; 松本 吉弘*
no journal, ,
福島第一原子力発電所の廃炉に伴い、炉心内部に残留するホウ素やホウ化物の定量分析、及びホウ素化合状態の同定が一つの重要な調査項目となっている。J-PARC/MLFにおいて純ホウ素や、ホウ化ジルコニウム,ホウ化鉄をはじめとしたホウ化物試料に中性子を照射し、透過率測定並びに発生した478keV即発ガンマ線を用いたホウ素定量精度について、中性子エネルギー分析型測定を行い評価した。またホウ化物毎の即発ガンマ線のエネルギー幅を用いた化合物の同定可能性を調査した。金属,非金属ホウ化物ではそれらの即発ガンマ線ドップラー幅に顕著な違いが見られた一方で、ホウ化ジルコニウムとホウ化鉄では幅の違いが微小であった。ガンマ線エネルギースペクトル解析でこれら金属ホウ化物の違いを詳細に測定し評価した。最後に、エネルギー分析型二次元検出器を用いた二次元並びに三次元定量測定に向けた取り組みについて、現状の実験、解析結果を簡単に紹介する。
宮崎 康典; 佐藤 大輔; 渡部 創; 中村 雅弘; 柴田 淳広; 野村 和則; 甲斐 哲也; 土川 雄介; Parker, J. D.*
no journal, ,
放射性廃棄物の減容化に向けて抽出クロマトグラフィの技術開発や装置開発を行っている。本件では、カラム分離条件を最適化するため、分離塔内の吸着元素の移行を非破壊・可視化する手法として共鳴中性子イメージングの適用性を評価した。充填相の中性子透過率から、軽水よりも重水で調製することでベースラインが抑制でき、吸着バンドが明確となった。また、遮蔽体外からの分離操作を行う遠隔操作システムを導入し、連続的な液供給によって、分離塔内の元素移行挙動を可視化した。今後、本研究成果を計算クロマトグラムの再現に反映させ、シミュレーションコードの高度化に資する。
土川 雄介; 甲斐 哲也; 篠原 武尚; 及川 健一; 阿部 雄太; 大石 佑治*; Parker, J. D.*; 松本 吉弘*; 永江 勇二; 佐藤 一憲
no journal, ,
福島第一原子力発電所の廃炉に伴い、炉心内部に残留するホウ素やホウ化物の定量分析、及びホウ素化合状態の同定が一つの重要な調査項目となっている。J-PARC/MLFにおいて純ホウ素や、ホウ化ジルコニウム,ホウ化鉄をはじめとしたホウ化物試料に中性子を照射し、発生した478keV即発ガンマ線を用いたホウ素定量精度について、中性子エネルギー依存性を利用した測定を行い、評価した。またホウ化物毎の即発ガンマ線のエネルギー幅を用いた化合物の同定可能性を調査した。金属,非金属ホウ化物ではそれらの即発ガンマ線ドップラー幅に顕著な違いが見られた一方で、ホウ化ジルコニウムとホウ化鉄では幅の違いが微小であった。ガンマ線エネルギースペクトル解析でこれら金属ホウ化物の違いを詳細に測定し評価した。また、試料スキャンにより模擬溶融燃料について、ホウ素分布の可視化を行った。
大場 洋次郎; 佐々木 宏和*; 篠原 武尚; 土川 雄介; Parker, J. D.*
no journal, ,
銅は高い導電性や熱伝導性を備える産業的に重要な金属材料である。銅の物性は、多数の結晶粒によって構成されたミクロ組織と密接に関連しているため、ミクロ組織の精密な観察が重要である。しかしながら、従来の観察法では、主に試料表面、もしくは非常に薄い試料のミクロ組織観察に限定されていた。そこで本研究では、銅の内部のミクロ組織観察を目的として、中性子イメージング測定を行った。その結果、中性子透過率スペクトルにおいて銅のブラッグエッジを観察することに成功した。また、加熱による結晶粒の粗大化と、集合組織の変化をその場測定することができた。
篠原 武尚; 甲斐 哲也; 及川 健一; Su, Y. H.; 土川 雄介; 林田 洋寿*; Parker, J. D.*; 松本 吉弘*; 鬼柳 善明*
no journal, ,
The energy-resolved neutron imaging system, RADEN, in J-RARC was constructed to provide the most suitable environment to perform energy-resolved neutron imaging experiments, which utilize energy-dependent neutron transmission analysis to extract physical quantities and visualize their spatial distributions by using the short-pulsed neutrons' features. Then by using RADEN instrument, it is possible to conduct these imaging experiments with good efficiency and precision, together with the conventional neutron radiography and tomography. In this presentation, we will describe the current status of RADEN and our on-going technical development. In addition, we will present results of application studies of pulsed neutron imaging conducted at RADEN.
土川 雄介; 甲斐 哲也; 阿部 雄太; 及川 健一; Joseph, P.*; 篠原 武尚; 佐藤 一憲
no journal, ,
中性子断面積の大きいホウ素の面密度分布を、エネルギー分析型中性子イメージングにより取得する方法を開発した。一般に、中性子感度が非常に高い元素の測定では、元素量が多くなると中性子の自己遮蔽効果が無視できず、定量的な測定が困難になる。この効果を回避するために、既知の断面積データを用いたエネルギースペクトル解析を試み、J-PARCの物質・生命科学実験施設において、定量的な二次元イメージング像の取得を実証した。本発表では、一例として福島第一原子力発電所のシビアアクシデントの研究において得られた模擬溶融試験体デブリの測定結果を紹介する。この取り組みは、溶融過程における制御棒からのホウ素の挙動を調査するものである。ホウ素の中性子断面積は、広い範囲で中性子エネルギーの平方根に反比例し、模擬燃料集合体に含まれる他の物質とは大きく異なる。試料の中性子透過率を中性子イメージング検出器で測定し、二次元的なホウ素の面密度分布を得た。同様に、鉄やジルコニウム等比較的感度の低い他元素の面密度分布も導出することを試みた。
原田 正英; 及川 健一; 土川 雄介; 山口 雄司; 羽賀 勝洋
no journal, ,
J-PARCの物質・生命科学実験施設の核破砕中性子源は、水銀ターゲットに3GeV、1MWの陽子ビームを入射し、核破砕反応で発生する中性子を実験装置に供給する設備である。水銀ターゲット容器は、ピッティング損傷のために定期的に交換している。陽子ビーム出力は、低出力から徐々に出力を上げ、2022年6月現在では、800kW運転を行っており、陽子ビームプロファイルは、ビーム出力により、適宜最適なものを使用している。これらを踏まえ、特性試験装置(NOBORU)にて、核破砕中性子源から供給される中性子の強度を同じ測定条件で定期的に観測する定点観測を実施してきた。定点観測では、熱中性子の絶対強度を観測するために、金箔による放射化法を用いた。金箔は、主に、15
150.1mmを使用し、カドミウム箔の有り無しの2回測定した。陽子ビーム強度に合わせて、照射時間を10分から30分程度に設定した。照射した金箔は、ゲルマニウム検出器で、ガンマ線を測定し、放射化量を同定した。測定の結果、熱中性子強度には、陽子ビーム強度依存性が若干観測された。
篠原 武尚; 甲斐 哲也; 及川 健一; Su, Y. H.; 土川 雄介; 林田 洋寿*; Parker, J. D.*; 松本 吉弘*; 鬼柳 善明*
no journal, ,
The energy-resolved neutron imaging system, RADEN, in J-RARC was constructed to provide the most suitable environment to perform energy-resolved neutron imaging experiments, which utilize energy-dependent neutron transmission analysis to extract physical quantities and visualize their spatial distributions by using the short-pulsed neutrons' features. We are also continuing development of imaging techniques and related devices together with the user program. In this presentation, we will describe the current status of RADEN and our technical development. In addition, we will present results of application studies conducted at RADEN.
