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論文

準核分裂過程と超重元素の合成

西尾 勝久

原子核研究, 62(1), p.89 - 94, 2017/09

超重元素の生成断面積は極めて小さいため、生成断面積の絶対値とその励起関数を少しでも正確に予測することが元素合成の戦略をたてる上で重要である。ここでは、超重元素の生成断面を決める要因の一つとなっている"融合確率"、すなわち反応を起こす2つの重原子核が接触してから複合核を生成する確率を決定する方法について議論する。

論文

原子核物理におけるチャネル結合法と核反応研究

福井 徳朗

原子核研究, 61(Suppl.1), p.22 - 25, 2017/03

量子力学の基本原理である重ねあわせの原理は、原子核物理においても重要である。最も単純な例では、重陽子の基底状態におけるs波とd波の混合が挙げられる。一般に、異なる量子状態(チャネル)の線形結合で記述された系のSchr$"o$dinger方程式は、チャネル結合方程式と呼ばれる連立方程式を導き、それを解くことでチャネルの混合を考慮した波動関数が得られる。本講演では、原子核物理におけるチャネル結合法の基本的性質について、先の重陽子の例に加え、Hartree-Fock法などのいくつかの例を通して、その理解を深めることを目的とする。続いて、核反応計算においてチャネル結合法を適用した我々の研究成果を紹介する。特に、散乱における粒子の内部励起に関するチャネル結合法(連続状態離散化チャネル結合法; CDCC)の説明に重点を置く。CDCCを用いた研究成果の1つとして、従来の簡単化した模型では決して現れなかった移行反応における新奇な反応メカニズムを報告する。

論文

表面電離法によるローレンシウムのイオン化エネルギー測定

佐藤 哲也

原子核研究, 61(1), p.96 - 106, 2016/09

103番元素ローレンシウム(Lr)の第一イオン化エネルギーを測定することによって、Lrがアクチノイド最後の元素であることを初めて実験的に証明した。その結果は、化学的性質を特徴付ける基底状態の電子配置が周期表からの予想と異なることを強く示唆するものだった。新たに開発した実験手法について解説するとともに、発表後の反響についても紹介する。

論文

Possible physics program with a large acceptance hyperon spectrometer at J-PARC

今井 憲一

原子核研究, 57(Suppl.3), p.31 - 35, 2013/03

J-PARCハドロン物理実験施設では、特にK1.8ビームラインで用いるために高いビーム強度で使用することのできるTPCを軸としたハイペロンスペクトロメーター(HypTPC)の建設計画が進んでいる。主目的は最近再び注目を集めているHダイバリオンの探索である。しかしこのスペクトロメーターは標的を内蔵できかつ大立体角という特徴があり、Hダイバリオン以外にも、バリオンスペクトロスコピーや$$Lambda$$(1405)などの幾つかの実験に有用である。

論文

代理反応

千葉 敏

原子核研究, 55(2), p.10 - 11, 2011/03

代理反応について、その必要性と原理を学生及び非専門家向けに解説し、原子力機構における同方法の開発条件について述べる。

論文

原子核質量の対称エネルギーとWigner項

小浦 寛之

原子核研究, 55(1), p.53 - 63, 2010/09

原子核の質量(又は結合エネルギー)において$$|Z-N|/A$$ ($$Z$$: 陽子数, $$N$$:中性子数, $$A$$:質量数)に比例するエネルギーが現れる。これをWigner項と呼ぶ。本稿では原子核を現象論的球形液滴とみなして得られる、Weizs$"a$cker-Bethe原子質量公式を出発点として原子核の質量の大局的性質を解説し、対称エネルギー及びWigner項の由来について伝統的な扱いで解説し、最近のWigner項の研究について、幾つか紹介する。なお、巨視的観点から核力の詳細に立ち入らないが、短距離性,スピン・アイソスピン状態依存性、空間対称依存性といった性質は適宜考慮して論を進める。

論文

ADSターゲット試験施設の研究課題

菊地 賢司

原子核研究, 50(4), p.131 - 149, 2006/03

J-PARC(Japan Proton Accelerator Research Complex)の核変換実験施設で計画しているADS(Accelerator Driven transmutation System)ターゲット試験施設では、加速器駆動核変換システムを実現するため、鉛ビスマス核破砕ターゲットの技術開発を行う計画である。800MWのプラント設計例に基づいて、陽子ビーム窓の使用条件、並びに、近年、実施してきた鉛ビスマス流動試験,高エネルギー陽子照射後試験を通じて明らかになった核破砕材料技術の現状と課題を述べる。それを受けて大強度の陽子加速器施設であるJ-PARCで実施可能な試験項目を挙げる。

論文

核変換実験施設

大井川 宏之

原子核研究, 50(4), p.113 - 121, 2006/03

長寿命放射性廃棄物の分離変換技術は、原子力エネルギーの持続的な利用を進めるうえで重要である。J-PARCにおいては、マイナーアクチノイド(MA)を効率よく核変換するための「加速器駆動核変換システム(ADS)」や、高速炉を含むその他の核変換システムに関する実験的研究を目的に、核変換実験施設の建設を計画している。核変換実験施設は、MAを含んだ核燃料と低出力陽子ビームを用いて核変換にかかわる物理特性やADSの運転制御に関する研究を行う核変換物理実験施設と、200kWの陽子ビームを用いてADS用核破砕ターゲットの技術開発と関連材料の開発を行うADSターゲット試験施設で構成する。

論文

物質・生命科学実験施設の中性子利用研究

新井 正敏

原子核研究, 50(4), p.59 - 67, 2006/03

J-PARC中性子源(仮称JSNS)が2008年度より稼動する。学術基礎研究,産業利用,その他多くの社会のニーズに応えられる中性子利用が本格化する時代となる。JSNSは、現在我が国に現存する加速器駆動型中性子源である高エネルギー加速器研究機構KENS施設の300倍から1000倍の強度を有するものである。JSNSの活用はこれまで中性子の持つイメージを刷新し、社会にとって非常に有用であるという考えを世論にもたらすこととなろう。

論文

電子ビームによるごみ燃焼排煙中ダイオキシン類の分解

小嶋 拓治

原子核研究, 48(5), p.53 - 61, 2003/12

ごみ焼却場から排出される温度200$$^{circ}$$Cの燃焼排煙を対象に、設置等に法的な規制を受けない自己遮へい型の小型電子ビーム発生装置(300 keV,遮蔽体込みの大きさ3$$times$$3$$times$$3m$$^{3}$$)を用いて排煙中のダイオキシン類分解/無害化技術の開発を行った。電子ビーム照射前後の濃度の比から求めたダイオキシン類の分解率として、吸収線量15kGy以上で初期濃度を一ケタ低減するという所期の目的である90%以上が得られた。また、ダイオキシン類の分解挙動とともに、照射により内分泌撹乱作用も低減できることを明らかにした。なお、本内容は、7月にKEKで開かれた「第2回小型加速器研究会-小型加速器の利用推進に関する研究会-」において発表したものである。

論文

核変換研究開発の現状・展望,A; 高レベル放射性廃棄物の分離

森田 泰治

原子核研究, 47(6), p.21 - 30, 2003/06

長寿命放射性核種の核変換に必要な、高レベル廃棄物からの長寿命核種の分離(群分離)についての研究開発の現状と今後の展望について紹介する。主な内容は、高レベル放射性廃棄物の組成と分離対象元素,群分離の目的・意義、原研における群分離プロセス開発の現状と今後の展望等である。

論文

核変換研究開発の現状・展望,B; 核変換専用燃料と処理

湊 和生; 荒井 康夫

原子核研究, 47(6), p.31 - 38, 2003/06

長寿命核種の分離変換技術に関して、マイナーアクチノイドを主成分とする窒化物燃料と溶融塩を用いた高温化学再処理に基づく、核変換専用燃料サイクル概念を提案している。核変換専用窒化物燃料及び高温化学再処理技術の特長,研究開発状況、及び今後の展望について述べる。

論文

核変換研究開発の現状・展望,C; 加速器駆動核変換システム

大井川 宏之

原子核研究, 47(6), p.39 - 52, 2003/03

マイナーアクチニド(MA)及び長寿命核分裂生成物(LLFP)は、核燃料サイクルで生じる高レベル放射性廃棄物中にあって長期にわたって毒性を保ち続ける。これらの核種を短寿命又は安定な核種に変換することを目的に、加速器駆動核変換システム(ADS)が提案され、開発されている。本稿では、ADSに関する研究開発の現状,解決すべき技術課題,大強度陽子加速器プロジェクト(J-PARC)における実験計画及び世界各国における取り組みについて解説したものである。

論文

長寿命核種の核変換工学の現状

向山 武彦

原子核研究, 46(2), p.47 - 73, 2001/06

加速器駆動未臨界炉を中心に核変換工学の現状を紹介する。高レベル廃棄物処分の問題と核変換技術の役割、加速器駆動未臨界システムが核変換に適している理由、核変換技術研究開発の内外の動向を紹介し、分離核変換技術開発の今後の進め方について提言する。

論文

加速器駆動原子力システム研究開発の現状

向山 武彦

原子核研究, 44(6), p.23 - 32, 2000/04

大強度陽子加速器を用いた大強度中性子源や加速器駆動未臨界炉の研究開発の現状について述べる。特に、加速器原子力システムとして核破砕中性子源の特性と既存施設の概要と将来計画について述べ、その利用方策の一つとしての加速器駆動未臨界炉の研究、研究開発計画について紹介する。

論文

迷路漏洩実験の線源中性子スペクトル

坂本 幸夫; 田中 進; 中島 宏; 中根 佳弘; 明午 伸一郎; 高田 弘; 田中 俊一; 高田 真志*; 黒沢 忠弘*; 中村 尚司*; et al.

原子核研究, 41(3), p.95 - 99, 1996/06

TIARAの中性子迷路漏洩実験で陽子ビームの照射を受ける銅ターゲットの線源特性を明らかにするため、種々の放射化検出器で測定された角度依存の放射化量を再現する線源中性子スペクトルをSAND-IIコードによるアンフォールディング法で算出した。同コードのライブラリーにはない20~70MeVのエネルギー領域での断面積データを整備するとともに、初期値として入力する線源スペクトルはNMTCで算出した。この結果、銅ターゲットからの角度依存の線源中性子スペクトルの絶対値を評価することができた。TIARAでの中性子スペクトル測定実験の解析と同様に、NMTCのスペクトルは再現したスペクトルに比べて30MeV以上で過大となっている。90度より後方では、初期スペクトルに床面からの散乱中性子の寄与が入っていないため、アンフォールディングが収束せずスペクトルは振動している。

論文

厚いターゲットからの生成中性子スペクトル測定と解析

明午 伸一郎; 高田 弘; 中島 宏; 佐々 敏信; 田中 進; 湊 和生; 小野 慎二*

原子核研究, 41(3), p.49 - 57, 1996/06

加速器施設の遮蔽研究においては、線源となる厚いターゲットから放出される中性子のエネルギースペクトルが重要であるが、測定例が少なくそれらの大半がアンフォールディング法を用いているので測定の精度は必ずしも十分ではない。そこで、本研究では飛行時間法を用いて、入射粒子の飛程よりも厚いターゲットにおける中性子スペクトルの測定を行った。入射粒子はP、$$alpha$$、Cであり、それぞれのエネルギーは68、100、220MeVである。実験で得たスペクトルのエネルギー分解能と収量の誤差は、放出エネルギー20MeV以下の領域において10%以下と良好であった。本研究ではまた、量子論的分子動力学法モデルに統計崩壊を考慮したコードを用いて中性子スペクトルを計算し、実験値との比較を行った。計算結果は、陽子をCターゲットに入射する場合では実験と良く一致したが、その他の場合については実験と2倍以上の差があることがわかった。

論文

Ge検出器の特性測定

田中 進; 今村 峯雄*

原子核研究, 41(3), p.13 - 20, 1996/06

直径59.4mm、長さ56.8mmの同軸型高純度Ge検出器(ORTEC社製GEM-30185型)のガンマ線スペクトル検出特性を実験的に求めた。実測した結果は、1)点状標準線源、ディスク状線源(29mm$$phi$$)及び平板状線源(33$$times$$33mm$$^{2}$$)のピーク検出効率、2)ピーク・トータル比、3)薄い試料の自己吸収補正用の減衰係数補正値である。

論文

迷路漏洩線の測定; 第2軽イオン室内迷路漏洩線の測定

田中 進; 中島 宏; 中根 佳弘; 坂本 幸夫; 明午 伸一郎; 田中 俊一; 高田 真志*; 黒沢 忠弘*; 中村 尚司*; 中尾 徳晶*; et al.

原子核研究, 41(3), p.101 - 112, 1996/06

加速器施設の迷路遮蔽設計用のベンチマークデータとして、67MeVの陽子によるCu(p,xn)反応を用いた中性子源を用い、TIARAの第2軽イオン室で迷路内漏洩線を測定した。測定器は、BC501Aシンチレータ, ボナボール検出器, TLD, 固体飛跡検出器, レムカウンター及び放射化検出器を用いた。これら多種類の検出器を用いて測定した照射室内の中性子・ガンマ線強度分布、迷路散乱中性子・ガンマ線のエネルギースペクトル及び線量・強度分布を報告する。

論文

核内カスケードモデルを用いた陽子入射実験解析

高田 弘

原子核研究, 41(3), p.39 - 47, 1996/06

68MeV陽子を厚いC、Au及びCuターゲットに入射した場合の中性子スペクトルについて、NMTC/JAERIとMCNP-4Aから成る高エネルギー核子・中間子輸送計算コードシステムを用いて、前平衡過程を導入した場合(3STEPオプション)と反射・屈折及び媒質効果を考慮した核子・核子散乱断面積による原子核の平均場の効果を導入した場合(ISOBARオプション)の2通りの解析計算を行った。3STEPオプション計算は45°より後方では全エネルギー範囲について実験と良く一致したが、0°~30°方向では20MeV以上の中性子放出を実験よりも極端に大きく評価した。一方、ISOBARオプション計算は、3STEPオプション計算に生じた前方角度の不一致を良く改善し、後方角度でも実験とかなり良く一致した。この結果、原子核の平均場の効果を考慮することにより、NMTC/JAERI-MCNP-4Aコードシステムの計算精度の向上が確認できた。

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