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論文

Status of new JENDL photonuclear data file

小迫 和明*; 村田 徹*; 岩本 信之

Nuclear Physics and $$gamma$$-ray sources for Nuclear Security and Nonproliferation, p.261 - 268, 2014/12

https://doi.org/10.1142/9789814635455_0031

現在開発中のJENDL光核反応データファイルには吸収、粒子生成及び核種生成断面積並びに生成粒子のエネルギー・角度微分断面積が収納される予定である。これらの光核反応断面積データは核反応モデルコード(ALICE-F、CCONE)を利用して、巨大双極子共鳴に基づく光吸収断面積から計算された。入射光子エネルギーは粒子放出に対するしきいエネルギーから140MeVまでがカバーされており、本改訂では以下の3点に重点が置かれている。(1)リチウムからカルシウムまでの各同位体に対する核データを測定データを基に系統的に評価。(2)北海道大学で行われた鉄、銅及びタングステンに対する光中性子生成に関する測定データを利用して光核反応核データを評価し、核種生成データを検証。(3)幅広い応用分野での利用が可能となるように収納核種数を増加。この結果、本ファイルには181核種が収納される予定である。

論文

Development of $$gamma$$-ray nondestructive detection and assay systems for nuclear safeguards and security at JAEA

羽島 良一

Nuclear Physics and $$gamma$$-ray sources for Nuclear Security and Nonproliferation, p.25 - 31, 2014/12

https://doi.org/10.1142/9789814635455_0003

In JAEA, we are developing technologies relevant to the $$gamma$$-ray non-destructive assay, which include a high-brightness $$gamma$$-ray source based on modern laser and accelerator technologies, a Monte Carlo simulation code to deal with nuclear resonance fluorescence, and $$gamma$$-ray measurement techniques optimized for highly radioactive samples. In this presentation, status of the above R&D is described in detail.

論文

Development of a high-brightness and high-current electron gun for high-flux $$gamma$$-ray generation

西森 信行; 永井 良治; 松葉 俊哉; 羽島 良一; 山本 将博*; 本田 洋介*; 宮島 司*; 内山 隆司*; 栗木 雅夫*

Nuclear Physics and $$gamma$$-ray sources for Nuclear Security and Nonproliferation, p.321 - 326, 2014/12

https://doi.org/10.1142/9789814635455_0038

The quantification of fissile materials such as uranium-235 and plutonium-239 in spent fuel assemblies requires isotope-specific identification. We propose the use of nuclear resonance fluorescence (NRF) to identify the isotopic composition of sample materials nondestructively. The proposed nondestructive isotope identification system requires a high-intensity mono-energetic $$gamma$$-ray beam. Although a mono-energetic $$gamma$$-ray beam can be generated using a conventional laser Compton scattering technique, the generation of a high-intensity $$gamma$$-ray beam requires an electron beam of unprecedentedly high brightness, which can be generated with an advanced accelerator system known as the energy recovery linac (ERL). A technological challenge of the ERL system, which we have addressed, is the development of a high-brightness, high-current electron gun. Our current status of development and operational experience of our gun is presented.

論文

Improving the assay of $$^{239}$$Pu in spent and melted fuel using the nuclear resonance fluorescence integral resonance transmission method

Angell, C.; 早川 岳人; 静間 俊行; 羽島 良一; Quiter, B. J.*; Ludewigt, B. L.*; Karwowski, H.*; Rich, G.*

Nuclear Physics and $$gamma$$-ray sources for Nuclear Security and Nonproliferation, p.133 - 141, 2014/12

https://doi.org/10.1142/9789814635455_0016

Non-destructive assay (NDA) of $$^{239}$$Pu in spent nuclear fuel is possible using the isotope-specific nuclear resonance fluorescence (NRF) integral resonance transmission (IRT) method. The IRT method measures the absorption of photons from a quasi-monoenergetic $$gamma$$-ray beam due to all resonances in the energy width of the beam. According to calculations the IRT method could greatly improve assay times for $$^{239}$$Pu in nuclear fuel. To demonstrate and verify the IRT method, we first measured the IRT signature in $$^{181}$$Ta, and subsequently made IRT measurements in $$^{239}$$Pu. These measurements were done using the quasi-monoenergetic beam at the High Intensity $$gamma$$-ray Source (HI$$gamma$$S) in Durham, NC, USA. The IRT signature was observed as a decrease in scattering strength when the same isotope material was placed in the beam line upstream of the scattering target. The results confirm the validity of the IRT method in both $$^{181}$$Ta and $$^{239}$$Pu.

口頭

Design of ERL spoke cavity for non-destructive assay research

沢村 勝; 永井 良治; 西森 信行; 羽島 良一

no journal, , 

エネルギー回収型リニアックとレーザーを組み合わせたレーザーコンプトン散乱を用いた核物質の非破壊検査を提案している。このシステムを核セキュリティーのために構築するには、加速器系を小さくする必要がある。スポーク空洞は楕円空洞に比べて我々の目的に対して有利な点が多い。スポーク空洞設計を遺伝的アルゴリズムによる多目的最適化問題として3次元電磁場シミュレーションコードを用いて行っている。その結果を発表する。

口頭

NRF-based NDA of nuclear material using monochromatic $$gamma$$-ray beam

静間 俊行; 早川 岳人; Angell, C.; 羽島 良一; 湊 太志; 須山 賢也; 瀬谷 道夫; Johnson, M.*; McNabb, D.*

no journal, , 

使用済み核燃料の核物質を非破壊で精度よく分析する技術を確立することは重要である。核共鳴蛍光散乱による非破壊分析では、使用済み燃料から放出されるバックグラウンド$$gamma$$線が計測誤差などのシステム性能に影響を与える。使用済み燃料から放出されるバックグラウンド$$gamma$$線は、一般的に$$gamma$$線エネルギーとともに指数関数的に減少することから、良いS/N比を得るためには、高エネルギーでの測定が望ましい。また、測定誤差は、レーリー、核トムソン、デルブルック散乱などのコヒーレント散乱にも影響される。このようなコヒーレント散乱の影響を少なくするため、第一励起状態へ遷移する共鳴散乱$$gamma$$線の測定を提案した。使用済み核燃料及びコヒーレント散乱に起因するバックグラウンド$$gamma$$線強度を計算し、励起エネルギー2から5MeVで、散乱断面積3から100eV barnを仮定し、測定システムの測定誤差を評価した。

口頭

Laser driven ion acceleration study in JAEA

近藤 公伯

no journal, , 

原子力機構では、7.5J/40fsec、波長800nmのレーザーパルスを10桁のコントラスト比でミクロン厚さの薄膜ターゲットに照射照射することで40MeVの陽子線発生が可能であることを観測した。このとき集光強度は10$$^{21}$$W/cm$$^{2}$$に達しており、10J以下のエネルギーを有するレーザーを用いた例としては最高の値であった。また、15MeV以上陽子への変換効率は0.1%と見積もれた。

口頭

Overview of the equipment for a demonstration of laser Compton-scattered photon source at the cERL

永井 良治; 羽島 良一; 小菅 淳; 森 道昭; 静間 俊行; 西森 信行; 赤木 智哉*; 本田 洋介*; 浦川 順治*

no journal, , 

準単色の$$gamma$$線を用いた非破壊核種分析システムの開発を行っている。その準単色$$gamma$$線はエネルギー回収型リニアックとレーザー技術を基盤としたレーザーコンプトン散乱により発生する。その$$gamma$$線源のために要求される加速器とレーザーの性能を実証するために、高エネルギー加速器研究機構で建設中の加速器、コンパクトERLでの実証実験を計画している。その実験のためにモードロックファイバーレーザー、レーザー蓄積共振器、実験ハッチを準備している。それら装置の詳細について報告する。

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