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New approach for nuclear reaction model in the combination of intra-nuclear cascade and DWBA

橋本 慎太郎; 岩本 修; 岩元 洋介; 佐藤 達彦; 仁井田 浩二*

Nuclear Data Sheets, 118, p.258 - 261, 2014/05

 被引用回数:5 パーセンタイル:39.47(Physics, Nuclear)

放射線輸送計算コードは、光子,電子,核子の他重イオンと人体や各種材料の相互作用、その結果として付与されるエネルギー等の解析に利用される。ここで、各コードによる物質中の放射線挙動のシミュレーションにおいて重要となるのは核反応プロセスの記述である。近年、基礎研究や医療の分野において注目を浴びている加速器中性子源の応用に関して、10から100MeVのエネルギー領域における陽子あるいは重陽子入射反応の中性子生成スペクトルを精密に記述することが求められている。しかし、組み込まれている核内カスケード計算には量子力学的な効果が入っておらず、生成中性子のスペクトルや発生量について十分な精度を有するシミュレーション結果を得ることができない状況である。そこでわれわれは、量子力学的に計算した歪曲波ボルン近似(Distorted Wave Born Approximation: DWBA)の結果を用いたイベントジェネレーターを作成し、これと核内カスケード計算を組合せた新しい方法を開発した。まず、開発した新モデルにより、重陽子入射反応に対する中性子生成スペクトルについて実験データを再現することを検証した。今後陽子入射に対する検証を進め、異なる核反応モデルによる中性子スペクトルが線量評価に与える影響の解析を進める。


Measurement of 100- and 290-MeV/A carbon incident neutron production cross sections for carbon, nitrogen and oxygen

執行 信寛*; 魚住 祐介*; 上原 春彦*; 西澤 知也*; 水野 貴文*; 高宮 大義*; 橋口 太郎*; 佐藤 大樹; 佐波 俊哉*; 古場 裕介*; et al.

Nuclear Data Sheets, 119, p.303 - 306, 2014/05

 被引用回数:0 パーセンタイル:0.02(Physics, Nuclear)

重粒子線がん治療は、他の放射線治療に比べて正常部位への影響が小さいなどの利点により、近年注目を集めている。この治療では、患者の体内に入射した重イオンによる核反応で、中性子, $$gamma$$線等の二次放射線が生成される。治療施設の放射線安全設計のためには、二次放射線の生成量や角度分布を把握することが重要である。そこで、放射性医学総合研究所HIMAC加速器で、重粒子線がん治療に利用される290MeV/Aと体内での減速を想定した100MeV/Aの炭素ビームを用い、生体を構成する炭素,窒素及び酸素からの中性子生成断面積の実験データを15度から90度の角度領域で取得した。炭素ビームを入射するターゲットは、固体の炭素、アルミニウム化合物(窒化アルミニウム,酸化アルミニウム)及びアルミニウムで構成した。窒素及び酸素の断面積データは、アルミニウム化合物に対するデータから、アルミニウム単体によるデータを差し引き導出した。検出効率をSCINFUL-QMDコードで値づけた液体有機シンチレータ(NE213)を用いて中性子を検出し、運動エネルギーは飛行時間法(TOF)で求めた。取得した実験データと粒子・重イオン輸送計算コードPHITSの計算値との比較から、PHITSの核反応模型の精度を検証し、PHITSの重粒子線がん治療施設における放射線安全設計への応用についても議論する。


Measurements of neutron capture cross sections of $$^{112}$$Sn and $$^{118}$$Sn with J-PARC/MLF/ANNRI

木村 敦; 廣瀬 健太郎; 中村 詔司; 原田 秀郎; 原 かおる; 堀 順一*; 井頭 政之*; 加美山 隆*; 片渕 竜也*; 木野 幸一*; et al.

Nuclear Data Sheets, 119, p.150 - 153, 2014/05

 被引用回数:5 パーセンタイル:39.47(Physics, Nuclear)

The neutron-capture cross sections of $$^{112}$$Sn and $$^{118}$$Sn were measured by the time-of-flight method in the energy range from 10 meV to 2 keV with an array of germanium detectors in ANNRI at J-PARC. The preliminary results of the neutron-capture cross sections for $$^{112}$$Sn and $$^{118}$$Sn were obtained by normalizing the relative cross sections to the thermal cross section measured by Krane and to the evaluated value of JENDL-4.0 at the 47.05-eV resonance, respectively. Twelve new resonances for $$^{112}$$Sn were observed, whereas the 21.02-, 40.38- and 166-eV resonances for $$^{112}$$Sn and the 289-eV resonance for $$^{118}$$Sn which are listed on JENDL-4.0 and/or ENDF/B VII.1 were not observed. The prompt $$gamma$$-ray distributions gated at the $$^{112}$$Sn and $$^{118}$$Sn resonances were obtained. Twenty-three new prompt $$gamma$$-ray emissions were observed in the $$^{112}$$Sn (n,$$gamma$$) reactions.


Cross section measurements of the radioactive $$^{107}$$Pd and stable $$^{105,108}$$Pd nuclei at J-PARC/MLF/ANNRI

中村 詔司; 木村 敦; 北谷 文人; 太田 雅之; 古高 和禎; 後神 進史*; 原 かおる; 原田 秀郎; 廣瀬 健太郎; 金 政浩*; et al.

Nuclear Data Sheets, 119, p.143 - 146, 2014/05

 被引用回数:10 パーセンタイル:59.03(Physics, Nuclear)



Surrogate reactions research at JAEA/Tokyo Tech

千葉 敏; 西尾 勝久; 牧井 宏之; 有友 嘉浩*; 西中 一朗; 石井 哲朗; 塚田 和明; 浅井 雅人; 古高 和禎; 橋本 慎太郎; et al.

Nuclear Data Sheets, 119, p.229 - 232, 2014/05

 被引用回数:0 パーセンタイル:0.02(Physics, Nuclear)

We will present a status of researches in surrogate reaction method using heavy-ions to determine neutron fission and capture cross sections of unstable nuclei. We take advantage of having (1) an electrostatic tandem accelerator which can deliver highly mono-energetic beams of heavy ions, (2) rich experience in in-beam $$gamma$$ spectroscopy, (3) rich experience in measuring fission fragments induced by heavy-ions, (4) nuclear theory and evaluation experiences. We have constructed apparatus to measure fission fragments and $$gamma$$-rays in coincidence with ejectiles by which we can identify the populated compound nuclei. Primarily, we used $$^{18}$$O-induced reactions as well as $$^3$$He-induced reactions. We also investigated conditions under which such measurements lead to correct neutron cross sections. Results of the theoretical researches were published in a series of papers. In this presentation, status of results of the above researches will be summarized.


Capture cross-section measurement of $$^{241}$$Am(n,$$gamma$$) at J-PARC/MLF/ANNRI

原田 秀郎; 太田 雅之; 木村 敦; 古高 和禎; 廣瀬 健太郎; 原 かおる; 金 政浩*; 北谷 文人; 小泉 光生; 中村 詔司; et al.

Nuclear Data Sheets, 119, p.61 - 64, 2014/05

 被引用回数:18 パーセンタイル:75.9(Physics, Nuclear)

Accurate determination of the neutron capture cross sections of radioactive nuclei is required in the fields of nuclear waste transmutation study and also nuclear astrophysics. The accurate neutron-nucleus reaction measurement instrument (ANNRI), which was installed in the materials and life science experimental facility (MLF) at the J-PARC, is expected to satisfy these demands. The capture cross section of $$^{241}$$Am was measured using a high efficiency Ge spectrometer installed in the ANNRI. By taking advantage of its high $$gamma$$-ray energy resolution, background components were precisely subtracted. The capture cross section of $$^{241}$$Am was deduced for a neutron energy region between 0.01 and 20 eV. The obtained cross section and the Westcott factor are compared with the preceding experiments and evaluated values.


Measurements of capture $$gamma$$ rays from the neutron resonances of $$^{74}$$Se and $$^{77}$$Se at the J-PARC/MLF/ANNRI

堀 順一*; 八島 浩*; 中村 詔司; 古高 和禎; 原 かおる; 原田 秀郎; 廣瀬 健太郎; 木村 敦; 北谷 文人; 小泉 光生; et al.

Nuclear Data Sheets, 119, p.128 - 131, 2014/05

 被引用回数:3 パーセンタイル:27.75(Physics, Nuclear)

本研究では、$$^{74}$$Seと$$^{77}$$Seの中性子共鳴からの捕獲$$gamma$$線を測定した。$$^{74}$$Seは、簡単な殻模型から2p$$_{1/2}$$軌道まで中性子が占有されている偶-偶核であるので、プライマリ$$gamma$$線遷移の始状態と終状態間の強い相関が予想される。$$^{74}$$Seは、安定Se同位体の中で唯一の奇数核であるので、同じ奇数核である$$^{79}$$Seの評価に資する情報を含んでいると期待される。J-PARC、物質・生命科学実験施設(MLF)の中性子核反応実験装置(ANNRI)に整備した4$$pi$$ Geスペクトロメータを用いて、飛行時間法により測定を行った。$$^{74}$$Seの27eV共鳴、及び$$^{77}$$Seの113eV, 212eV, 291eV, 342eV, 690eV及び864eV共鳴に対応する$$gamma$$線波高スペクトルを得た。これらのプライマリ遷移$$gamma$$線の相対強度を求め、報告されている実験データと比較を行った。$$^{74}$$Seの27eV共鳴について、293keV準位への強いプライマリ遷移が観測された。$$^{77}$$Seについては、共鳴ごとに全く異なる崩壊パターンを見いだした。


Cross section measurement of $$^{237}$$Np$$(n,gamma)$$ at J-PARC/MLF/ANNRI

廣瀬 健太郎; 古高 和禎; 原 かおる; 原田 秀郎; 堀 順一*; 井頭 政之*; 加美山 隆*; 片渕 竜也*; 木村 敦; 金 政浩*; et al.

Nuclear Data Sheets, 119, p.48 - 51, 2014/05

 被引用回数:1 パーセンタイル:10.7(Physics, Nuclear)

The cross section of the $$^{237}$$Np$$(n,gamma)$$ reaction has been measured in an energy range from 10 meV to 1 keV at the Japan Proton Accelerator Research Complex (J-PARC). The NaI(Tl) spectrometer installed in the accurate neutron-nucleus reaction measurement instrument (ANNRI) was used for the measurement. The relative cross section was obtained using the neutron spectrum measured by the $$^{10}$$B$$(n,alpha_1)$$ reaction. The absolute value of the cross section was deduced by normalizing the relative cross section to the evaluated value in JENDL-4.0 at the first resonance. In this presentation, the obtained results for the cross section, the Westcott factor and the resonance analysis are reported. This work was supported by JSPS KAKENHI Grant Number 22226016.


Development of anti-Compton LaBr$$_{3}$$(Ce) spectrometer for measurement of surrogate reactions

牧井 宏之; 太田 周也*; 石井 哲朗; 西尾 勝久; 西中 一朗; 古高 和禎; 若林 泰生*; 千葉 敏*; 井頭 政之*

Nuclear Data Sheets, 119, p.361 - 364, 2014/05

 被引用回数:0 パーセンタイル:0.02(Physics, Nuclear)



Partial photoneutron cross sections for $$^{207,208}$$Pb

近藤 壮雄*; 宇都宮 弘章*; Goriely, S.*; 岩本 ちひろ*; 秋宗 秀俊*; 山形 民穂*; 豊川 弘之*; 原田 秀郎; 北谷 文人; Lui, Y.-W.*; et al.

Nuclear Data Sheets, 119, p.310 - 313, 2014/05

 被引用回数:2 パーセンタイル:20.13(Physics, Nuclear)

Using linearly-polarized laser-Compton scattering $$gamma$$-rays, partial E1 and M1 photoneutron cross sections along with total cross sections were determined for $$^{207,208}$$Pb at four energies near threshold by measuring anisotropies in photoneutron emission. Separately, total photoneutron cross sections were measured for $$^{207,208}$$Pb with a high-efficiency 4$$pi$$ neutron detector. The partial cross section measurement provides direct evidence for the presence of pygmy dipole resonance (PDR) in $$^{207,208}$$Pb near the neutron threshold. The strength of PDR amounts to 0.32% - 0.42% of the Thomas-Reiche-Kuhn sum rule. Several $$mu$$$$_N^{2}$$ units of B(M1)$$uparrow$$ strength were observed in $$^{207,208}$$Pb just above neutron threshold, which correspond to M1 cross sections less than 10% of the total photoneutron cross sections.


Analysis of Pu isotopes in melted fuel by neutron resonance transmission; Examination by linear absorption model

北谷 文人; 原田 秀郎; 高峰 潤; 呉田 昌俊; 瀬谷 道夫

Nuclear Data Sheets, 118, p.505 - 509, 2014/04

 被引用回数:1 パーセンタイル:10.7(Physics, Nuclear)



Neutron resonance densitometry for particle-like debris of melted fuel

原田 秀郎; 北谷 文人; 小泉 光生; 高峰 潤; 呉田 昌俊; 土屋 晴文; 飯村 秀紀; 瀬谷 道夫; Becker, B.*; Kopecky, S.*; et al.

Nuclear Data Sheets, 118, p.502 - 504, 2014/04

 被引用回数:4 パーセンタイル:34.35(Physics, Nuclear)

Feasibility study of neutron resonance densitometry (NRD) has been started to quantify of nuclear materials in particle-like debris of melted fuel formed in severe accidents of nuclear reactor such as Fukushima Daiichi Nuclear Power Plants. The NRD here is a combined method of NRTA (neutron resonance transmission analysis) and NRCA (neutron resonance capture analysis) using a pulsed neutron generator and TOF (time of flight) measurement. The presentation includes the proposed compact NRD system, the spectrometer design for NRCA using LaBr$$_{3}$$ detectors by Monte Carlo simulations, and analytical studies on achievable accuracies. The experimental results using particle-like Cu samples measured at the GELINA facility in IRMM are also shown in comparison with analytical studies. Required nuclear data for the NRD will be also discussed.


R-matrix analysis for n + $$^{16}$$O cross-sections up to E$$_{rm n}$$ = 6.0 MeV with covariances

国枝 賢; 河野 俊彦*; Paris, M.*; Hale, G. M.*; 柴田 恵一; 深堀 智生

Nuclear Data Sheets, 118, p.250 - 253, 2014/04

 被引用回数:10 パーセンタイル:59.03(Physics, Nuclear)



Theoretical analysis of $$gamma$$-ray strength function for Pd isotopes

岩本 信之; 寺田 和司*

Nuclear Data Sheets, 118, p.246 - 249, 2014/04

 被引用回数:1 パーセンタイル:10.7(Physics, Nuclear)



Remarks on KERMA factors in ACE files

今野 力; 落合 謙太郎; 高倉 耕祐; 佐藤 聡

Nuclear Data Sheets, 118, p.450 - 452, 2014/04

 被引用回数:6 パーセンタイル:44.4(Physics, Nuclear)

核発熱定数KERMAは核解析において核発熱を算出するためのレスポンスデータとして使われている。KERMAは核データライブラリに含まれているわけではなく、モンテカルロ輸送計算コードMCNPで使われる炉定数ACEファイルに入っており、核データライブラリの中の全ての反応の断面積データをNJOYコードで処理して導出される。多くの人はこれらのデータを疑いもなく使っているが、ACEファイルに入っているKERMAデータは必ずしも正しくないことはほとんど知られていない。そこで、われわれは、最新の核データライブラリJENDL-4.0, ENDF/B-VII.1, JEFF-3.1.1等の公式のACEファイルに入っているKERMAデータを調べた。その結果、多くKERMAデータは必ずしも正しくないことを明らかにした。


Benchmark calculations for reflector effect in fast cores by using the latest evaluated nuclear data libraries

福島 昌宏; 石川 眞; 沼田 一幸*; 神 智之*; 久語 輝彦

Nuclear Data Sheets, 118, p.405 - 409, 2014/04

 被引用回数:0 パーセンタイル:0.02(Physics, Nuclear)

Benchmark calculations for reflector effects in fast cores were performed to validate the reliability of scattering data of structural materials in the major evaluated nuclear data libraries, JENDL-4.0, ENDF/B-VII.1 and JEFF-3.1.2. The criticalities of two FCA and two ZPR cores were analyzed by using a continuous energy Monte Carlo calculation code. The ratios of calculation to experimental values were compared between these cores and the sensitivity analyses were performed. From the results, the replacement reactivity from blanket to SS and Na reflector is better evaluated by JENDL-4.0 than by ENDF/B-VII.1 mainly due to the $$bar{mu}$$ values of Na and $$^{52}$$Cr.


Sensitivity and uncertainty analysis for a minor-actinide transmuter with JENDL-4.0

岩元 大樹; 西原 健司; 菅原 隆徳; 辻本 和文

Nuclear Data Sheets, 118, p.519 - 522, 2014/04

 被引用回数:8 パーセンタイル:52.37(Physics, Nuclear)

A sensitivity and uncertainty analysis was performed for the minor-actinide transmuter proposed by the Japan Atomic Energy Agency with JENDL-4.0. Analysis with sensitivity coefficients and the JENDL-4.0 covariance data showed that the covariances of the capture cross sections and fission-related parameters of MAs and Pu isotopes have considerable impact on the uncertainties for the ADS, and covariances of the inelastic scattering cross section of LBE materials significantly affect the uncertainty of coolant-void reactivity.


Progress in developing nuclear reaction calculation code CCONE for high energy nuclear data evaluation

岩本 修

Nuclear Data Sheets, 118, p.204 - 207, 2014/04

 被引用回数:6 パーセンタイル:44.4(Physics, Nuclear)



The CIELO Collaboration; Neutron reactions on $$^1$$H, $$^{16}$$O, $$^{56}$$Fe, $$^{235,238}$$U, and $$^{239}$$Pu

Chadwick, M. B.*; Dupont, E.*; Bauge, E.*; Blokhin, A.*; Bouland, O.*; Brown, D. A.*; Capote, R.*; Carlson, A. D.*; Danon, Y.*; De Saint Jean, C.*; et al.

Nuclear Data Sheets, 118, p.1 - 25, 2014/04

 被引用回数:104 パーセンタイル:98.61(Physics, Nuclear)

CIELO(Collaborative International Evaluated Library Organization)は核反応データの評価作業を国際協力により実施するためのワーキンググループである。CIELOでは国際的な核データコミュニティから専門家を集め、既存の評価済ライブラリや測定データ、モデル計算の間にある矛盾を明らかにし、その原因を取り除き、より信頼性の高いデータを開発することを目的としている。最初の取り組みとして、最重要核種である$$^{1}$$H, $$^{16}$$O, $$^{56}$$Fe, $$^{235,238}$$U, $$^{239}$$Puを対象とする予定である。この論文ではこれらの最重要核種の評価済データ及び積分結果をレビューし、評価間の矛盾を調査する。また、この枠組みで実施する核データ評価に関する作業計画をまとめている。


Cross section calculations of deuteron-induced reactions using the extended CCONE code

中山 梓介*; 荒木 祥平*; 渡辺 幸信*; 岩本 修; Ye, T.*; 緒方 一介*

Nuclear Data Sheets, 118, p.305 - 307, 2014/04

 被引用回数:12 パーセンタイル:64.35(Physics, Nuclear)


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