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報告書

高エネルギー光子・電子・中性子・陽子に対する線量換算係数

坂本 幸夫; 佐藤 理*; 津田 修一; 義澤 宣明*; 岩井 敏*; 田中 俊一; 山口 恭弘

JAERI 1345, 103 Pages, 2003/01

JAERI-1345.pdf:4.95MB

国際放射線防護委員会(ICRP)1990年勧告に沿った光子,電子及び中性子に対する実効線量への線量換算係数は、ICRP Publication 74においてそのエネルギー範囲が限られ、加速器施設で生じる高エネルギー放射線に対する実効線量への線量換算係数は未整備である。今後原研が開発する高エネルギーの加速器施設の設計に役立てるため、HERMESコードシステムをもとにした高エネルギー放射線の被ばく線量評価システムを整備するとともに、10GeVまでの光子,中性子及び陽子並びに100GeVまでの電子に対する実効線量及び実効線量当量への線量換算係数を評価した。得られた実効線量への換算係数は、FLUKAコードシステムで最近評価された換算係数に比べて、光子及び電子並びに500MeV以下の中性子及び陽子で良く一致していた。1GeV以上の中性子及び陽子の実効線量への換算係数には差違が見られたが、これは核反応モデルによる断面積データの違いと考えられる。また、放射線荷重係数を用いる実効線量は線質係数を用いる実効線量当量に比べて過大評価であり、高エネルギー中性子及び陽子に対する放射線荷重係数の見直しの必要があることがわかった。

論文

Evaluation of dose conversion coefficients for high-energy radiation in Japan after SATIF-4

坂本 幸夫; 津田 修一; 佐藤 理*; 義澤 宣明*

Proceedings of 5th Specialists' Meeting on Shielding Aspects of Accelerators, Targets and Irradiation Facilities (SATIF-5), p.313 - 324, 2000/00

第4回加速器遮蔽専門家会合以降、日本では数学ファントムモデルを用いた高エネルギー放射線に対する線量換算係数に関して4つの評価活動が行われた。1つ目は高エネルギー光子に対する実効線量及び周辺線量当量の評価であり、2つ目は高エネルギー電子に対する実効線量の評価である。3つ目は高エネルギー$$alpha$$線に対する実効線量、実効線量当量の評価である。4つ目は100GeVまでの中性子・陽子に対する評価である。EGS4コードによる光子・電子の線量換算係数はFLUKAコードシステムで評価されたものとほぼ等しい。しかしながら、HERMESコードシステムによる10-100GeV中性子・陽子の線量換算係数は、FLUKAコードシステムでの評価値に比べて小さい。これはHERMESコードシステムの核反応モデルの違いによるものと考えられる。

報告書

評価済高エネルギー核データのための実験データの現状及び信頼性評価手法に関する検討; シグマ研究委員会「JENDEL高エネルギー核データファイル積分テストに関するタスクフォース」報告

大山 幸夫; 馬場 護*; 渡辺 幸信*; 河野 俊彦*; 沼尻 正晴*; 植木 絋太郎*; 小田野 直光*; 山野 直樹*; 小迫 和明*; 林 克己*; et al.

JAERI-Review 98-020, 130 Pages, 1998/11

JAERI-Review-98-020.pdf:6.4MB

シグマ委員会では近年の加速器利用の進展に伴い、基礎研究、放射性廃棄物の消滅処理研究、核融合炉材料研究、医学診断・治療研究など多岐に渡る分野において共通の基礎データである中高エネルギー領域核データの整備を目的として、JENDL High Energy File(JENDL-HE)の整備作業を実施してきた。一方、そのデータレビュー及び積分テスト手法が未確立であり、JENDL-HEの利用を促すためにも積分的検証が必須である。このため、シグマ委員会ではJENDL-HEに関する積分評価のためのタスクフォースを設置し、問題点の現状を調査・検討し、今後のシグマ委員会における中高エネルギー核データ評価及び整備に対する指針を得ることを目的として調査活動を実施した。本報告書は本タスクフォースの調査検討結果をまとめたものであり、シグマ委員会に対する報告を行うものである。

報告書

An Upgraded version of the nucleon meson transport code: NMTC/JAERI97

高田 弘; 義澤 宣明*; 小迫 和明*; 石橋 健二*

JAERI-Data/Code 98-005, 101 Pages, 1998/02

JAERI-Data-Code-98-005.pdf:3.57MB

これまでに用いてきた高エネルギー核子・中間子輸送コードNMTC/JAERIについて、物理モデルに新しい計算オプションを追加する改良、核子・原子核断面積の更新、多重配列システムによる結合型幾可形状記述方式及びインポータンスサンプリング手法を新規に導入する改良を加えて、NMTC/JAERI97を完成させた。新しいコードにはタリー機能も導入したため、モンテカルロ計算のヒストリーファイルを計算終了後に改めて編集することなく中性子エネルギースペクトル、発熱量及び核種生成率等の物理量を求めることができる。また、本コードはUNIX上で実行できるようにチューニングされている。本レポートでは、NMTC/JAERI97の機能、物理モデル及び幾可形状記述方式等の計算手法を解説し、コードの使用法についても説明する。

論文

Neutronics and burnup analysis of an accelerator-based TRU-nitride fuel transmutation system with the ATRAS code

佐々 敏信; 西田 雄彦; 滝塚 貴和; 佐藤 理*; 義澤 宣明*

Progress in Nuclear Energy, 32(3-4), p.485 - 490, 1998/00

 被引用回数:2 パーセンタイル:25.2(Nuclear Science & Technology)

固体タングステンターゲットとTRU窒化物燃料を用いた陽子加速器駆動消滅処理システムの核特性及び燃焼特性を新しく開発したATRASコードを用いて解析した。ATRASコードでは、20MeVを超えるエネルギー領域の核破砕反応計算と20MeV以下での中性子の輸送及び燃焼計算を行うことができる。解析を行ったシステムは、放出中性子分布を最適化したターゲットと、燃焼に伴う反応度変化を抑制するためにプルトニウムを加えたTRU-$$^{15}$$N燃料から構成される未臨界炉心を、1GeVに加速された陽子で駆動するものである。解析の結果、従来検討を行ってきたTRU金属燃料を用いたシステムとほぼ同等の性能を、より少ないTRUインベントリで実現できることがわかった。

論文

Reaction rate distribution measurement and analysis for 0.895 and 1.21GeV proton bombardment on thick tungsten target

高田 弘; 明午 伸一郎; 佐々 敏信; 深堀 智生; 坂本 幸夫; 義澤 宣明*; 降旗 しおり*; V.I.Belyakov-Bodin*; G.I.Krupny*

Proc. of 3rd Workshop on Simulating Accelerator Radiation Environments (SARE3), p.255 - 263, 1997/00

核破砕ターゲットにおる中性子輸送特性データを取得するために、0.895及び1.21GeV陽子を直径20cm,長さ60cmのタングスタンターゲットに入射射せる核破砕積分実験を行った。実験では種々の放射化検出器を用いて、Al(n,d)$$^{24}$$Na,Bi(n,xn)反応などについて円筒表面上の反応率分布を測定した。解析では、NMTC/JAERI-MNCP4A,HERMES及びLAHETの3種類のコードによる計算を行い、JENDLドシメトリファイル及びALICE-Fコードによる核種生成断面積を用いて反応率を求めた。計算結果と実験結果との比較を行った結果、入射明から30cmまで位置の反応率について、3種類のコードのうち、LAHETコードによる結果が実験結果と最も良く一致することがわかった。これは前平衡衝過程が考慮されているためである。この場合、C/E値は0.8~1.2の範囲にあった。55cmの位置では、全てのコードでC/E値は他の位置よりも極端に大きくなった。

報告書

Neutron transmission benchmark problems of iron and concrete shields in low, intermediate and high energy proton accelerator facilities

中根 佳弘; 林 克己*; 坂本 幸夫; 義澤 宣明*; 中尾 徳晶*; 伴 秀一*; 平山 英夫*; 上蓑 義朋*; 秦 和夫*; 中村 尚司*

JAERI-Data/Code 96-029, 80 Pages, 1996/09

JAERI-Data-Code-96-029.pdf:2.34MB

加速器遮蔽のための計算コード及び核データライブラリの評価を目的として、原研炉物理研究委員会の加速器遮蔽ワーキンググループにおいて低、中間及び高エネルギー陽子加速器における鉄及びコンクリート遮蔽体の中性子透過実験に基づく4題のベンチマーク問題を作成した。この問題集にはTIARAにおける43及び68MeV陽子からの準単色中性子の鉄及びコンクリート遮蔽体透過、KEKにおける500MeV陽子照射を受ける鉄ビームストップ内部および周囲での中性子束分布、LBLにおける6.2GeV陽子照射を受ける厚いコンクリート遮蔽体内部での反応率分布、CERNにおける24GeV陽子照射を受ける鉄ビームダンプ内部での中性子束及びハドロン束分布に関する問題を収録した。

報告書

HETC-3STEP calculations of proton induced nuclide production cross sections at incident energies between 20 MeV and 5 GeV

高田 弘; 義澤 宣明*; 石橋 健二*

JAERI-Research 96-040, 91 Pages, 1996/08

JAERI-Research-96-040.pdf:2.2MB

OECD/NEA国際コード比較のために、$$^{16}$$O、$$^{27}$$Al、$$^{nat}$$Fe、$$^{59}$$Co、$$^{nat}$$Zr及び$$^{197}$$Auに20MeVから5GeVの陽子を入射した場合の核種生成断面積を前平衡過程及び高エネルギー核分裂過程を考慮した核内カスケード・蒸発モデルに基づくHETC-3STEPコードを用いて計算した。コードではIgnatyukによる準位密度パラメータ、AudiとWapstraの質量表及びTachibanaらの質量公式を蒸発計算部で新規に用いた。計算結果と実験結果の比較により、HETC-3STEPコードは$$^{nat}$$Zr及び$$^{197}$$Au標的核において標的核に近い質量数の核種生成について100MeV以上の入射エネルギーでファクター2~3の精度で予測できることを確認した。しかしながら、低エネルギー陽子入射による核種生成、数百MeV以上の陽子入射により誘起されるフラグメンテーション過程からの軽い核種の生成に関する予測精度は良くなく、モデルの改良が必要である。

論文

Development of high energy transport code HETC-3STEP applicable to the nuclear reaction with incident energies above 20MeV

義澤 宣明*; 石橋 健二*; 高田 弘

Journal of Nuclear Science and Technology, 32(7), p.601 - 607, 1995/07

 被引用回数:27 パーセンタイル:91.19(Nuclear Science & Technology)

核内カスケード・蒸発モデルに基づく核破砕反応計算コード(HETC)に励起子模型を用いた前平衡計算を導入し、HETC-3STEPとした。(p,xn)反応二重微分断面積について、運動源モデルによってカスケード、前平衡及び蒸発の3成分に分離された種々の実験データを各成分毎に良く再現できるように励起子の遷移確率と前平衡過程打ち切り条件のパラメータを決定した。このパラメータを用いたHETC-3STEPによる計算を行い、Al以上の原子核について種々の入射エネルギーに対する放出中性子二重微分断面積データと比較を行った。この結果、前平衡計算の導入によって入射エネルギー20~100MeVの範囲で、これまで過小評価していた後方への中性子放出を改善し実験と良い一致が得られるようになった。

論文

線量評価に必要な基礎物理データ

坂本 幸夫; 田中 俊一; 中島 宏; W.Pairsuwan*; 義澤 宣明*; 佐藤 理*; 降旗 志おり*; 上原 丘*; 岩井 敏*

JAERI-Conf 95-007, 0, p.48 - 56, 1995/03

高エネルギー加速器施設の設計や有人宇宙活動の安全評価において、高エネルギー放射線による被曝線量評価が重要になりつつある。高エネルギー放射線の線量当量換算を評価するための計算コードと必要なデータについて述べる。中性子及び光子の断面積データ、吸収線量を算出するためのカーマ係数及び吸収線量から線量当量へ変換するための線質データの現状を述べる。さらにこれらのデータを用いた平板ファントム及びICRU球での中性子に対する1cm線量の計算結果を文献値と比較し、データの有効性を確認した。

論文

Benchmark calculation for double differential cross section of (p,xn) and (p,xp) reactions

高田 弘; 石橋 健二*; 義澤 宣明*; 中原 康明

Journal of Nuclear Science and Technology, 31(1), p.80 - 82, 1994/01

 被引用回数:1 パーセンタイル:28.43(Nuclear Science & Technology)

核破砕反応計算コードの計算精度を検証する目的で、入射エネルギー25~1600MeVの場合のZrとPbターゲットにおける(p,xp),(p,xn)反応の二重微分断面積についてベンチマーク計算を行った。計算では、核内カスケード・蒸発モデルに基づくNUCLEUSとエキシトンモデルにより前平衡過程を解析できる機能を加えたHETC-3STEPを用いた。前平衡過程の解析では、核反応に伴うエキシトン数の遷移確率を2.5倍粒子放出方向をほぼ等方にする等の修正が加えられている。計算の結果、NUCLEUSは入射エネルギーが256MeV以上では実験結果を比較的良く再現するが、入射エネルギーが160MeV以下では後方への粒子放出を過小評価することがわかった。一方、HETC-3STEPは、この後方における過小評価を改善し、全入射エネルギーに互り、実験結果を良く再現した。ただし、前方の準弾正散乱とそれに続く連続成分については、両コードとも実験を再現できなかった。

論文

Microscopic cross section calculations with NUCLEUS and HETC-3STEP

高田 弘; 中原 康明; 西田 雄彦; 石橋 健二*; 義澤 宣明*

Proc. of NEA/NSC Specialists Meeting on Intermediate Energy Nuclear Data:Models and Codes, 0, p.121 - 136, 1994/00

核内カスケード蒸発モデルに基づく核破砕反応計算コードNUCLEUSとこれに前平衡過程を加えたHETC-3STEPを用いて25~1500MeVの中間エネルギー領域における(p,xn)及び(p,xp)反応の二重微分断面積に関するベンチマーク計算を行った。256MeV以上では、両コード間にパラメータの違いによる蒸発成分の差が見られるものの、両コードとも実験と良い一致を示した。エネルギーが下がるにつれてNUCLEUSは後方への粒子放出を1桁以上過小評価したが、HETC-3STEPはこの過小評価を改善し、実験と良く一致した。この結果、前平衡過程の導入は、低いエネルギー領域での核内カスケード蒸発モデルの計算精度を向上させることがわかった。但し、クラスター粒子の前方ピーク成分については、HETC-3STEPでも実験結果を全く再現できなかったので、更にモデルを改良する必要がある。また、核種生成断面積については現状で、計算は実験と2倍内の差で一致することがわかった。

報告書

高エネルギー放射線の線量当量換算係数基礎データの整備,II; 高エネルギー荷電粒子のQ評価方法の開発および高エネルギー光子の線量当量換算係数評価

佐藤 理*; 降籏 志おり*; 上原 丘*; 義澤 宣明*; 岩井 敏*; 田中 俊一; 坂本 幸夫

JAERI-M 93-147, 90 Pages, 1993/07

JAERI-M-93-147.pdf:2.53MB

はじめに10GeVまでの中性子と光子の線量当量換算係数を評価するために必要な計算コードシステムと必要な基礎データの調査検討を行った。その結果、HERMESコードシステムに荷電粒子の実効的な線質係数を組み込むことにより、実効線量を評価可能であることがわかった。次に、中性子の線量当量換算係数評価のための基礎データとして必要な人体構成元素の荷電粒子について、実効的な線質係数の算定法の確立を行った。なお、HERMESコードシステム中のEGS-4コードを用いて実効線量とICRU球中の主軸上の線量当量の評価を行い、高エネルギー光子に対するICRU球ファントムの有効性の検討を行った。

口頭

体表面汚染測定値から甲状腺等価線量を推計するための不確定要素の検討

大葉 隆*; 石川 徹夫*; 宮武 裕和*; 永井 晴康; 長谷川 有史*; 義澤 宣明*; 鈴木 元*

no journal, , 

福島第一原子力発電所事故に関する甲状腺等価線量推計として、体表面汚染測定値から大気中放射能濃度の算出を介した結果を報告した。しかし、このプロセスは多くの不確定要素を有している。本報告は、大気中放射性物質の算出プロセスにおける体表面への沈着速度に関する不確定要素の範囲を明らかにすることを目的としている。対象者は、南相馬市と浪江町(n=349)で2011年3月13日$$sim$$15日に体表面汚染測定を受けた避難者とし、同一個人における体表面汚染測定値と県民健康調査の行動記録を利用した。沈着速度は、体表面汚染測定値を、行動記録と大気拡散シミュレーションデータにより求めた積算大気中放射能濃度で割ることにより算出した。その結果、屋内退避係数を0.5と仮定した場合、大気中放射性物質の体表面(頭頚部)への沈着速度は、中央値が0.1-0.2cm/secであった。この値は過去の文献と比較して妥当な範囲であった。原子力災害時に我々の沈着速度を利用する場合、体表面汚染測定値による算出プロセスにおいて信頼のある甲状腺等価線量推計を提供できる可能性が示唆された。

口頭

大気拡散シミュレーションと行動調査票に基づく福島第一原発事故後の小児甲状腺線量再構築

鈴木 元*; 大葉 隆*; 石川 徹夫*; 長谷川 有史*; 永井 晴康; 義澤 宣明*; 宮武 裕和*

no journal, , 

福島第一原子力発電所事故による甲状腺線量を評価するために、避難住民の行動記録と大気拡散シミュレーション結果の組合せによる評価手法を開発した。これまでに避難指示が出された7自治体の1歳児の甲状腺線量評価値を公表し、その結果は1080人の児童に対する甲状腺線量の直接測定値とよく一致した。しかし、いわき市,川俣町,広野町などの周辺自治体については、行動記録の解析を行うことができなかった。本研究では、16自治体の甲状腺線量評価結果を報告するとともに、直接測定値との比較により推定値の妥当性を確認する。また、UNSCEAR2020年レポートの推定値との比較結果について議論する。

口頭

福島第一原発事故後の水道水摂取による内部被ばく線量の推定と不確かさの検討

宮武 裕和*; 義澤 宣明*; 鈴木 元*; 永井 晴康; 大葉 隆*; 長谷川 有史*; 石川 徹夫*; レガラド 真理子*

no journal, , 

本研究では、福島第一原子力発電所事故後の福島県内避難地域における水道水中のヨウ素131の経口摂取による内部被ばく線量の推定とその不確かさの検討を行った。まず、実測値と大気拡散シミュレーションにより算出されるヨウ素131の地表面沈着率を用いて、事故直後の水道水中のヨウ素131の放射能濃度を推定した。水道水中の放射能濃度変化は、新たに沈着した放射性物質による放射能濃度増加の効果と放射性物質の実効的な減衰で表すことができるとモデル化した。このモデルのパラメータは、実測値のデータを用いて決定した。それらのパラメータを用いて、実測値が無い地点においても水道水中の放射能濃度を推定した。避難経路に沿った水道水中の放射能濃度、水道水の摂取量、線量換算係数を乗じることにより、水道水の経口摂取による内部被ばく線量の推定を行った。また、各パラメータの不確かさに起因する線量推定の不確かさの検討を行った。

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