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論文

Modelling and analysis of nucleon emission from deuteron-induced reactions at incident energies up to 100 MeV

中山 梓介; 河野 広*; 渡辺 幸信*; 岩本 修; Ye, T.*; 緒方 一介*

EPJ Web of Conferences (Internet), 122, p.04004_1 - 04004_9, 2016/06

 被引用回数:4 パーセンタイル:6.08

近年、$$^7$$Liや$$^9$$Be、$$^{12}$$Cに対する重陽子入射反応を用いた加速器中性子源が、様々な分野における応用に提案されている。このような施設の工学設計には、幅広い入射エネルギーにおける重陽子核データが必要不可欠である。このため、これまでにいくつかの理論モデルを組み合わせることで重陽子核データ評価用コードシステムを開発してきた。当コードシステムは、入射エネルギー100MeVまでにおける$$^{12}$$C、$$^{27}$$Al、$$^{58}$$Niに対する$$(d,xp)$$反応の二重微分断面積の解析に適用され成功を収めている。一方で、$$(d,xn)$$反応の二重微分断面積の実測データはほとんどない。よって、その代替として本研究では$$^9$$Beや$$^{12}$$Cといった軽核に対する厚い標的からの二重微分中性子収量について計算値と実測値を比較した。本発表では、実測値との比較を通じた重陽子入射反応からの核子放出に対する本モデリングの検証結果について報告する。

論文

Calculation of beta decay half-lives and delayed neutron branching ratio of fission fragments with Skyrme-QRPA

湊 太志

EPJ Web of Conferences (Internet), 122, p.10001_1 - 10001_13, 2016/06

BB2015-0323.pdf:0.33MB

 被引用回数:1 パーセンタイル:34.66

ベータ崩壊と遅発中性子(DN)放出分岐比は、freeze-out後のr-process元素合成や原子炉の安定かつ安全な運転に重要な情報である。RIビームの研究施設では、核図表上の安定線から離れた中性子過剰核の測定を可能にしてきたが、以前として実験的に調べることができない原子核が存在する。特に遅発中性子の情報は、半減期に比べて測定データが限られている。我々は、実験的に測定されていない半減期やDN分岐比を予測するために、QRPA法とHauser-Feshbach法を組み合わせたモデルを開発してきた。本研究では、この計算モデルを用いて半減期が50秒以下の核分裂生成物の計算を行った。その結果、この計算モデルは半減期においてRMS=5.06の再現精度が得られた。しかしながら、半減期のアイソトピック依存性を見ると、実験データでは見られない偶奇核のふらつきがあり、DN分岐比においてはいくつかの核種において実験データと差が見られた。本講演では、それらの原因と今後の解決策についても議論を行う。

論文

Application of JAERI Quantum Molecular Dynamics model for collisions of heavy nuclei

小川 達彦; 橋本 慎太郎; 佐藤 達彦; 仁井田 浩二*

EPJ Web of Conferences (Internet), 122, p.04005_1 - 04005_6, 2016/06

BB2015-0309.pdf:0.24MB

 パーセンタイル:100

重粒子線がん治療施設などの重イオン加速器の放射線安全評価においては、原子核-原子核反応の正確なモデル化が重要となる。放射線輸送計算コードPHITSはその反応モデルとして、JAERI量子分子動力学モデル(JQMD)を採用してきた。このモデルにより、残留核や二次中性子の生成をある程度正確に計算することができたが、核子間に働く相互作用が相対論不変な形式になっておらず、座標変換によって核内の定常状態から離脱する問題があった。この問題により、加速器の構造材や遮へい材として用いられる鉄や鉛などの核は反応を起こす前に崩壊しやすく、反応による崩壊とそうした疑似的崩壊が区別できなくなっていた。そこで、原子核内における核子間の相互作用を座標変換の相対論的効果に対して安定な形式に直す、核反応前の原子核を時間発展させて崩壊しないかチェックする、核媒質内効果を考慮して核子間の弾性散乱断面積を補正するなどの工夫を施した。この改良型JQMD(JQMD 2.0)を用いて、銀ターゲットに対する炭素イオン入射反応におけるフラグメント生成断面積を計算したところ、より正確に実験値を再現できることを確認した。

論文

R-matrix analysis for the $$^8$$Be system and features in the p+$$^7$$Li reaction over resonance region

国枝 賢

EPJ Web of Conferences (Internet), 122, p.08003_1 - 08003_13, 2016/06

共鳴領域におけるp+$$^7$$Li反応は加速器中性子源として利用されると共に、宇宙物理学等の基礎科学と密接に関連している為、核反応断面積および微分断面積を定量的に把握する必要がある。しかし、これまで多くの測定データが報告されているにも関わらず、詳細な理論解析や評価は報告されていない。本研究では、複合核である$$^8$$Beに対して多チャンネルR行列解析を実施し、p+$$^7$$Li反応断面積に対する個々の$$J^{pi}$$の寄与や直接過程の効果等を明らかにした。得られた知見に基づいて、共鳴領域における微分断面積等の予測計算が可能となる。

論文

Feasibility study of nuclear transmutation by negative muon capture reaction using the PHITS code

安部 晋一郎; 佐藤 達彦

EPJ Web of Conferences (Internet), 122, p.04002_1 - 04002_6, 2016/06

 パーセンタイル:100

高レベル放射性廃棄物に含まれる長寿命核種(LLFP)の処理方法として、核変換技術が研究されている。しかしながら、$$^{90}$$Sr, $$^{126}$$Sn, $$^{137}$$Csなどの中性子吸収断面積および核分裂断面積が小さい核種に関しては、中性子による核変換が困難である。このような核種の核変換について、負ミューオンの適用が検討されている。低エネルギーの負ミューオンは原子に捕獲されミューオン原子を形成し、その後崩壊または原子核に捕獲されるが、このミューオンを捕獲した原子核は中性子や陽子などを放出し、別の核種へと変換される。放射線輸送計算コードPHITSの最新版では、負ミューオン捕獲反応の計算機能が実装された。そこで、PHITSを用いて負ミューオン捕獲反応による核変換の実現可能性の調査として、$$^{90}$$Srによる負ミューオン捕獲反応を計算した。その結果、94%の負ミューオンが原子核に捕獲され、66%の$$^{90}$$Srが安定核または半減期20日以下の核種へ変換されることが確認された。一方で、15%の$$^{90}$$Srは元よりも半減期の長い$$^{87}$$Rbへ変換されることも判明した。

口頭

Study of self-shielding and multiple-scattering effects to reduce the uncertainties in the Am-243 neutron capture cross section measurement using the PHITS code

Leong, L.; 佐藤 達彦; 木村 敦; 岩本 修; 原田 秀郎

no journal, , 

Minor Actinides (MAs) are produced abundantly in the nuclear reactor. Most of them are considered as high radioactive waste. Transmutation technology is an issue to convert these radioactive MAs to stable state and it require the very accurate nuclear data of the MAs. Am-243 (n,g) capture cross section was recently measured at ANNRI. In order to achieve the accurate cross section measurement, we need to estimate the background due to the self-shielding and the multiple-scattering effects. In this work, we studied specifically the impacts of these effects for the purpose of estimating the background, using Monte Carlo simulation PHITS. In fact, due to the high neutron absorption, these two effects in the Am-243 capture cross section measurement in resonance region are large and lead a high uncertainty on the data. As these backgrounds are difficult to be estimated by experiment, therefore we corrected these two effects and eventually conciliated the percent uncertainties in resonance region.

口頭

Large-scale shell-model calculation for $$gamma$$-ray strength function

宇都野 穣; 大塚 孝治*; 清水 則孝*

no journal, , 

原子核の多体状態からの$$gamma$$線遷移を強度を特徴付ける$$gamma$$線強度関数は、中性子捕獲反応など原子力および天体核物理において重要な複合核反応を記述する上で極めて重要な役割を果たす。従来、$$gamma$$線強度関数は主に平均場近似で得られた基底状態に対して乱雑位相近似を行うことによって記述されてきたが、この手法では多体相関が十分に入らない上に、励起状態からの$$gamma$$線強度関数を記述できないという制約があった。この研究では、核子間の多体相関をより直接的に取り入れることのできる大規模殻模型計算によってカルシウム同位体の$$gamma$$線強度関数を計算した結果を報告する。$$^{48}$$Caの基底状態からの$$E1$$励起をよく再現することを確かめ、$$^{50}$$Ca以降の中性子過剰核ではピグミー双極遷移が存在することを予言した。また、$$^{48}$$Caの励起$$0^+$$状態からの$$gamma$$線強度関数も計算した。

口頭

Theoretical study of beta decay for delayed neutron and decay heat

小浦 寛之

no journal, , 

遅発中性子及び崩壊熱のための$$beta$$崩壊の理論的研究を行う。$$beta$$崩壊は原子核崩壊の一つであり、弱い相互作用で崩壊するという、原子核においては特異なプロセスである。原子炉運転の安全性において極めて重要な役割を果たす平均遅発中性子放出数$$overline{nu_{rm d}}$$は総和計算という考えで理解することができ、それは$$overline{nu_{rm d}}$$が核分裂生成物の個々の核種の遅発中性子放出割合と累積核分裂収率との積と和で与えることができるという物である。このうち遅発中性子数放出が$$beta$$崩壊の随伴現象であり、$$beta$$崩壊理論を用いて記述できる。同様に崩壊熱も$$beta$$崩壊に伴う$$beta$$線エネルギーと$$gamma$$線エネルギーの総和として表すことができる。本発表ではこの総和計算の考えに基づき、これらを$$beta$$崩壊の大局的理論を用いて扱い、$$beta$$崩壊及び遅発中性子割合、崩壊エネルギーに関する現状について考察する。

口頭

Study for fission using multi-nucleon transfer reaction

西尾 勝久; 廣瀬 健太郎; L$'e$guillon, R.; Orlandi, R.; 西中 一朗; Smallcombe, J.*; 千葉 敏; 荒木 祥平*; 渡辺 幸信*; 立澤 遼太郎*; et al.

no journal, , 

A recent development of fission study using multi-nucleon transfer reaction at the JAEA tandem facility will be presented. Using multi-nucleon transfer reactions, a wide variety of nuclei around a target nucleus is produced. By identifying transfer channels, fission data of several compound nuclei can be studied in one experiment. Another feature of transfer reaction is that excitation energy of a compound nucleus can be populated widely from the ground state up to several tens MeV, allowing us to study the excitation energy dependence of fission properties. The experiments were carried out in the reactions of $$^{18}$$O + $$^{238}$$U, $$^{232}$$Th, $$^{248}$$Cm. Results for fission fragment mass distributions and their excitation energy dependence are compared with a model calculation based on a fluctuation dissipation model. Also, experimental data of prompt neutron multiplicity in fission and angular distribution of fission fragments will be discussed.

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