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藤 暢輔; 大図 章; 土屋 晴文; 古高 和禎; 北谷 文人; 米田 政夫; 前田 亮; 小泉 光生
EPJ Web of Conferences, 329, p.06001_1 - 06001_4, 2025/06
There is no acceptable and practicable single nondestructive method for the assay of Special Nuclear Materials (SNM) and Minor Actinides (MA) in highly radioactive nuclear materials. The Japan Atomic Energy Agency (JAEA) and the Joint Research Centre (JRC) of the European Commission have been developing an active neutron nondestructive assay (NDA) system for nuclear non-proliferation and nuclear security. We utilize four different NDA techniques, namely Differential Die-Away Analysis (DDA), Prompt Gamma-ray Analysis (PGA), Neutron Resonance Transmission Analysis (NRTA) and Delayed Gamma-ray Analysis (DGA). The techniques give us different and useful analytical results, which could provide complementary information. We developed a combined NDA system, which enables the simultaneous measurements of DDA and PGA in the first phase of the collaboration. The improved DDA is possible to quantify a small amount of the fissile mass as low as 1mg (Pu-239). In the second phase, we developed an advanced NDA system which allows us to measure by NRTA as well as DDA and PGA. The third phase has started to study a compact NRTA system from 2022 for four years. NRTA would be the most promising method for highly radioactive nuclear materials. An overview of the projects and the recent results will be presented. This research was implemented under the subsidiary for nuclear promotion of MEXT (the Ministry of Education, Culture, Sports, Science and Technology of Japan).
-rays emitted from 
S(n,)
S reaction with polarized neutrons遠藤 駿典; 藤岡 宏之*; 井出 郁央*; 飯沼 昌隆*; 岩本 信之; 岩本 修; 亀田 健斗*; 河村 しほり*; 木村 敦; 北口 雅暁*; et al.
EPJ Web of Conferences, 329, p.05003_1 - 05003_3, 2025/06
共鳴の全角運動量は核データにおいて重要なパラメータの一つであるが、その測定は困難な場合が多く、測定で決定されていないことが多い。本研究では共鳴の全角運動量を偏極中性子照射により発生したガンマ線の円偏光度の測定により決定する手法の確立を目指している。円偏光どの測定を行うためのガンマ線ポラリメータを開発し、J-PARC・MLF・ANNRIに設置し、偏極中性子入射によるS(n,)S反応における5.4MeVガンマ線の円偏光度の測定を行った。この5.4MeVのガンマ線は50%円偏光していることが知られており、このガンマ線を用いてポラリメータの円偏光度への感度であるAnalyzing Powerを決定することが目的である。測定の結果1%程度の差が確認され、ANNRIにて初めて円偏光度の測定に成功した。
Hf(n,)
Hf reaction measurement河村 しほり*; 遠藤 駿典; 岩本 修; 岩本 信之; 木村 敦; 北口 雅暁*; 中村 詔司; 奥平 琢也*; Rovira Leveroni, G.; 清水 裕彦*; et al.
EPJ Web of Conferences, 329, p.05002_1 - 05002_3, 2025/06
共鳴の全角運動量は低エネルギー核反応において重要なパラメータの一つである。実験から共鳴のJを推定する方法はいくつか提案されているが、本研究ではWetzelとThomasによって提案された、共鳴のガンマ線スペクトルにおいて、適切に選ばれた2つの低エネルギーガンマ線の強度比を比較する方法に着目した。この方法は、HuizengaとVandenboschによって提案されたスピンメモリー効果(SME)に基づいている。SMEとは、カスケード遷移において多くの中間励起準位が存在しても、初期の共鳴状態のスピン情報が残ることを意味する。強度比に現れるSMEの強さは、強度比の差から定量的に評価することができる。過去の測定結果から、原子番号Zがマジックナンバー(Z=50)付近でSMEが大きくなることが示唆されている。本研究ではZ=50から離れた元素である天然のHf(Z=72)を用いて、J-PARC・MLF・ANNRIにおいて中性子捕獲反応測定を行った。SMEの強さは、共鳴からの低エネルギー線の強度比から決定された。その結果、Hf(Z=72)で観測されたSMEはTa(Z=73)よりも非常に大きいことがわかった。
Ta and 
Bi considering experimental double differential cross-section dataNguyen, T. T. H.*; 岩本 信之; 佐波 俊哉*
EPJ Web of Conferences, 322, p.10004_1 - 10004_3, 2025/03
被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Nuclear Science & Technology)The double differential cross-sections (DDXs) on the medium and heavy targets have been measured using monoenergetic, polarized 13 and 17 MeV photon beams. Therefore, it is desired that the DDX data be included in the evaluation process of the nuclear data library. We have been implementing this evaluation on Ta and Bi. These nuclei are relatively heavy, but different in nuclear structure and shape. The evaluation was performed to increase the photoneutron emission from the preequilibrium process described by the two-component exciton model, using the CCONE code. For this purpose, modifications of the multiplying factor for the state density in the exciton model were made in comparison with the DDX data. Our evaluation for reaction cross-sections and DDXs was compared to the results from JENDL-5, as well as experimental data. The evaluation gives better reproduction of photoneutron emission than JENDL-5 for DDXs at 13 and 17 MeV photon energies while maintaining consistency on the total photoneutron cross-section data available.
宮崎 康典; 佐野 雄一; 石神 龍哉*
EPJ Web of Conferences, 317, p.01006_1 - 01006_7, 2025/01
被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Chemistry, Inorganic & Nuclear)TEHDGA吸着材にガンマ線及びHe
イオンビーム(例えば
Amからのアルファ線を模擬したもの)を照射し、水素ガス発生量、浸漬3M硝酸
溶液中の有機物の溶出量、熱特性及び分解生成物の化学種を評価した。これらを組み合わせて、1kGy/hの線量率のラフィネートからMAを分離回収プロセスの運転安全性を評価した。
近藤 諒一; 遠藤 知弘*; 山本 章夫*
EPJ Web of Conferences, 302, p.04002_1 - 04002_10, 2024/10
被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Computer Science, Interdisciplinary Applications)大規模詳細マルチフィジックス計算に向け、著者らはモンテカルロ計算における効率的な中性子束分布タリー手法を開発している。本手法では、中性子束分布タリーに固有直交分解(POD)を用いている。先行研究では、衝突エスティメータを用いてこのタリー手法が実装されたが、本研究ではより小さい統計誤差のタリーを得るために飛程長エスティメータを実装した。中性子束分布タリーに実装された飛程長エスティメータを衝突エスティメータおよび従来の飛程長エスティメータと一次元問題において比較した。飛程長エスティメータによる分布タリーは衝突エスティメータのそれよりも統計精度の高い解を取得できるということが検証結果から明らかになった。したがって、統計誤差の観点から、飛程長エスティメータと衝突エスティメータを用いた分布タリーの関係は、従来の飛程長エスティメータと衝突エスティメータのそれと同様である。
河村 拓馬; 下村 和也; 尾崎 司*; 井戸村 泰宏
EPJ Web of Conferences, 302, p.11002_1 - 11002_8, 2024/10
被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Computer Science, Interdisciplinary Applications)原子力工学の分野では、エクサスケールのスーパーコンピュータを使った複雑なシミュレーションにより、大規模なデータが生成される。このようなシミュレーションデータを効率的に解析するためには、遠隔地にいる研究者間でデータを共有する必要がある。しかしながら、大規模データのI/Oやデータ転送には多大なコストがかかる。このような問題を解決するために、最新のスーパーコンピュータ上での並列処理に適した粒子ベースボリュームレンダリング(PBVR)をベースとして、遠隔In-Situ可視化システムIS-PBVRを開発した。本研究では、IS-PBVRを複数のクライアントPC上でVR可視化できるように拡張し、多地点遠隔VR可視化を開発した。この技術をGPUベースのスーパーコンピュータ上の流体シミュレーションに適用し、複数のクライアントPC間でIn-Situ VR可視化を共有することで、その有用性を検証する。
Sitompul, Y.; 杉原 健太; 小野寺 直幸; 井戸村 泰宏
EPJ Web of Conferences, 302, p.05004_1 - 05004_10, 2024/10
被引用回数：1 パーセンタイル：90.43(Computer Science, Interdisciplinary Applications)高速炉の設計では、自由表面渦によるガス巻き込み現象を回避することが極めて重要である。数値解析は、これらの現象を理解するための重要な手法の一つである。しかしながら、従来の数値解析手法では計算効率や精度に課題があったため、計算効率と複雑な流れのシミュレーション能力で知られる格子ボルツマン法(LBM)を代替手法として採用する。本研究では、ガス巻込み解析を高速化するために自由表面流LBMを実装し、従来の手法と比較して精度を維持しながら計算コストを大幅に削減した。LBMを用いたシミュレーション結果は実験データとよく一致し、将来の高速炉設計における解析の高速化に有望な手段を提供する。
杉原 健太; 小野寺 直幸; Sitompul, Y.; 井戸村 泰宏; 山下 晋
EPJ Web of Conferences, 302, p.03002_1 - 03002_10, 2024/10
被引用回数：2 パーセンタイル：98.23(Computer Science, Interdisciplinary Applications)従来の界面捕捉法を用いた気液二相流のシミュレーションでは、気泡が互いに反発することを示す実験的証拠にもかかわらず、気泡が互いに近づくと数値的には合体する傾向があることが観察された。逐次的な数値合体が流動様式に与える影響が大きいことを考慮すると、近接した気泡の合体挙動を制御する必要がある。この問題に対処するため、各気泡に独立した流体率を適用することで気泡合体を抑制するMulti-Phase Field(MPF)法を導入した。本研究では、3重点における表面相互作用に関連する数値誤差を最小化するために、N-phaseモデルに基づくMPFを採用した。さらに、Ordered Active Parameter Tracking法を実装し、数百の流体率を効率的に格納した。MPF法を検証するために、円管内気泡流の解析を実施し、Colinらの実験データと比較した。検証結果は、気泡分布と流速分布に関して妥当な一致を示した。
山田 進; 町田 昌彦; 谷村 直樹*
EPJ Web of Conferences, 302, p.16004_1 - 16004_10, 2024/10
被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Computer Science, Interdisciplinary Applications)原子炉建屋の廃炉を安全に行うためには、放射線源の分布を知ることが重要である。適切な位置で観測された空間線量値が用意できれば、LASSOを用いることで線源の分布を推定できることが報告されている。しかしながら、事前に適切な観測点の位置を知ることは難しい。そこで、LASSOによって推定した線源分布の事前分布からベイジアンLASSOを用いて事後分布を求め、その事後分布から追加する観測点の候補位置における空間線量値の予測分布を評価し、この予測分布の分散に基づいて追加する観測点位置を決定する方法を提案した。この方法を用いることで、多くのケースにおいて、ランダムで観測点を追加するよりも少ない観測点の追加で線源を推定できることが確認できた。
Garnaud, L.*; 小川 達彦; 他7名*
EPJ Web of Conferences, 302, p.07004_1 - 07004_14, 2024/10
被引用回数：1 パーセンタイル：90.43(Computer Science, Interdisciplinary Applications)光核反応によって生成される光中性子は、高エネルギーガンマ線源、電子加速器、または原子炉を用いる様々な分野で発生する。光中性子の放出をシミュレートし、その場を特性評価し、あるいは核システムへの影響を評価するため、一般的にモンテカルロ粒子輸送コードが使用される。本研究の目的は、複数のモンテカルロコード(MCNP6、PHITS、およびTRIPOLI-4)を用いて光中性子のシミュレーションに関するデータ集を作成することである。各コードは、ENDF/B-VIII.0およびJENDL-5核データライブラリを用いて順次実行される。反応エネルギー閾値から30MeVまで、すなわち巨大双極子共鳴(GDR)の領域において、自然同位体組成を持つ50の元素によって生成される光中性子場を扱った。光中性子場は、光中性子電流、エネルギースペクトル、および角度分布という3つの観測量に従って特性評価した。本稿では、原子番号の昇順で最初の5つの元素、すなわち重水素、ベリリウム、炭素、窒素、および酸素について得られた結果を提示した。
Stainer, T.*; 小川 達彦; 他6名*
EPJ Web of Conferences, 302, p.07003_1 - 07003_10, 2024/10
被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Computer Science, Interdisciplinary Applications)NEAデータバンクは、これまでシンプルなファイルサーバーやDVDを用いて、世界中のエンドユーザーに貴重なコンテンツを配信してきた、コンピューターコード、核データ、および熱化学データの国際的なリファレンスセンターである。NEAでセルフホスト型GitLabシステムが最近導入されたことで、データバンクはコンテンツ配信の合理化、プロセスとテストの自動化を可能にし、同時にコードオーナーと開発者には協業およびコード開発のための安全なプラットフォームを提供している。本稿では、NEA GitLabシステムを紹介するとともに、GitLabが提供する多くのサービスと機能を活用しているKraken、PHITS、FISPACT-IIといった具体的なコードの例をいくつか提示する。コードの所有者ではなく、コードの管理者の立場でサードパーティソフトウェアと効果的に連携するための手法について解説する。
長谷川 雄太; 井戸村 泰宏; 小野寺 直幸
EPJ Web of Conferences, 302, p.03005_1 - 03005_9, 2024/10
被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Computer Science, Interdisciplinary Applications)乱流計算を対象とした格子ボルツマン法に、局所アンサンブル変換カルマンフィルタ(LETKF)に基づくアンサンブルデータ同化を実装した。LETKFおよびLBMは全てGPUで実装されており、最新のGPUスパコンで効率的に計算可能である。データ同化の精度検証として3次元単一角柱周りの流れの実験を行った。実験より、本手法は空間および時間的に粗い観測データを用いた場合でも精度の良いデータ同化を行うことができると示された。すなわち、時間間隔をカルマン渦周期
の2分の1、空間解像度を角柱直径
の16分の1(計算格子点数の1.56%)として速度場を観測した時、観測ノイズよりも小さいデータ同化誤差を達成した。
Khemchandani, K. P.*; Mart
nez Torres, A.*; Kim, S.-H.*; Nam, S.-I.*; 保坂 淳; 永廣 秀子*
EPJ Web of Conferences, 301, p.03001_1 - 03001_10, 2024/08
被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Physics, Nuclear)3個の軽いクォークからなるバリオン共鳴がバレンスクォーク模型で記述できない例について議論する。
木村 敦; 遠藤 駿典; 中村 詔司
EPJ Web of Conferences, 294, p.01002_1 - 01002_7, 2024/04
The total and double differential scattering cross sections (DDSCS) of graphite have been measured in the Materials and Life Science Experimental Facility (MLF) in the J-PARC. The DDSCS were measured using the Beam Line No.14 (AMATERAS) in the MLF. The data were normalized using those of vanadium as a standard. Small angle scattering and Bragg edges were observed, and their intensities varied among the samples. The neutron total cross sections in the energy region from 1 to 100 meV were measured using Beam Line No.04 (ANNRI) in the MLF. In the epithermal range (over 40 meV), all samples tended to have values close to the free atom cross-section of graphite. However, at the first Bragg edge, the deduced total cross sections by those samples started to separate from each other. The difference became more significant with decreasing the neutron energy, and the value tended to increase with the grain size of the sample. The results of these measurements suggest that the discrepancies between the derived total cross sections in the low-energy region are due to small-angle scattering caused by grains of graphite with uniform size.
中山 梓介; 岩本 修; 木村 敦
EPJ Web of Conferences, 294, p.07001_1 - 07001_6, 2024/04
溶融塩炉などの革新型原子炉の減速材として黒鉛の利用が考えられている。減速材による熱中性子の散乱は炉心設計に大きな影響を与える。革新型原子炉の開発に貢献するため、原子炉級黒鉛の熱中性子散乱則の評価を行った。格子振動に起因する非弾性散乱成分は、第一原理シミュレーションから求めたフォノン状態密度に基づいて評価した。シミュレーションは理想的な結晶黒鉛に対して行った。結晶構造に起因する干渉性弾性散乱成分は、J-PARC/MLF施設で実施された中性子透過実験および散乱実験に基づいて評価した。中性子透過実験との比較においては、空孔などの結晶よりも大きな構造に起因する中性子小角散乱の定量が重要であることがわかった。以上の方法に基づいて、原子炉級黒鉛の熱中性子散乱則データを評価した。
meson in nuclear matter from theory and experimental dataGubler, P.; Bratkovskaya, E.*; 市川 真也; Song, T.*
EPJ Web of Conferences, 291, p.04003_1 - 04003_4, 2024/02
核物質における中間子の性質変化に関する最近の理論的及び実験的な研究を総括し、今後の展望について議論する。われわれの研究の最近の結果についても紹介する。
明午 伸一郎; 中野 敬太*; 松田 洋樹; 岩元 洋介; 吉田 誠*
EPJ Web of Conferences, 284, p.05001_1 - 05001_4, 2023/05
被引用回数：1 パーセンタイル：64.01(Nuclear Science & Technology)加速器駆動未臨界システム(ADS)や核破砕中性子源などの大強度陽子加速器施設では、電磁石コイルなどの加速器構成機器の放射線損傷を評価することが重要である。損傷指標としては、NRT(Norgertt-Robinson-Torrens)モデルに基づき、粒子束と弾き出し断面積を積分して得られるdpaが用いられてきた。20MeV以上のエネルギー領域の陽子に対する弾き出し断面積の実験データは乏しいため、J-PARCにおいてNbの弾き出し断面積の測定を行った。Nb試料を極低温(
8K)で冷却し、熱運動によるフレンケル対の再結合を抑制するとともに、マッティセン則を維持するために常伝導度を維持した。PHITSコードを用いてNbの弾き出し断面積の計算を行い、今回の実験結果と比較した。その結果、広く用いられるNRTモデルは、これまでの研究で示唆されているように、断面積を2倍程度過大評価することが明らかになった。また、最近提案された分子動力学(MD)に基づく熱中性子再結合補正モデル(arc)を用いた計算が、今回のデータと良い一致を示すことも明らかにした。
中山 梓介; 岩本 修; Sublet, J.-Ch.*
EPJ Web of Conferences, 284, p.14011_1 - 14011_4, 2023/05
日本の評価済み核データライブラリの最新版であるJENDL-5には様々な応用に貢献するために複数のサブライブラリが含まれている。本論文では、主に加速器型中性子源の設計用に開発された重陽子反応サブライブラリと、主にバックエンド分野での使用を目的に開発されたアルファ粒子反応サブライブラリの評価と検証について概説する。重陽子サブライブラリについては、JENDL/DEU-2020の
Li, 
Be, 
Cのデータを一部修正し、採用した。加速器構造材料として重要な
Al, 
Cuおよび
Nbの200MeVまでのデータは、DEURACSコードによる計算をもとに新たに評価した。アルファ粒子サブライブラリについては、LiからSi同位体までの18種類の軽核種について、入射エネルギー15MeVまでのデータをCCONEコードによる計算に基づいて評価した上で、中性子生成断面積のみをJENDL/AN-2005のデータで置き換えた。また、モンテカルロ輸送シミュレーションによる中性子収量に関する検証を両サブライブラリについて実施した。その結果、これらのライブラリに基づくシミュレーションは実験データと良い一致を示すことが確認された。
岩元 大樹; 中野 敬太; 明午 伸一郎; 佐藤 大樹; 岩元 洋介; 杉原 健太*; 西尾 勝久; 石 禎浩*; 上杉 智教*; 栗山 靖敏*; et al.
EPJ Web of Conferences, 284, p.01023_1 - 01023_4, 2023/05
被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Nuclear Science & Technology)加速器駆動システム(ADS)の核特性予測精度の向上と京都大学臨界集合体実験装置(KUCA)におけるADS炉物理実験で用いる中性子源情報の取得を目的として、京都大学の固定磁場強集束(FFAG)加速器を用いた核データ測定実験プログラムを開始した。このプログラムの一環として、鉄,鉛及びビスマスに対する陽子入射二重微分中性子収量(TTNY)及び断面積(DDX)を測定した。測定では、真空チェンバ内に設置された標的試料に107MeVの陽子ビームを照射し、核反応によって標的から発生した粒子の信号を、小型の中性子検出器を用いて検出した。検出信号とFFAGキッカー電磁石の信号の時間差から飛行時間(TOF)を求め、ガンマ線の事象を波形弁別法によって除去して中性子事象をカウントすることで中性子のTOFスペクトルを求めた。得られた中性子のTOFスペクトルから、相対論的運動学によりTTNY及びDDXを求めた。実験で得られたTTNY及びDDXを、モンテカルロ輸送計算コードPHITSによる計算と比較し、PHITSに組み込まれた核反応モデル及び評価済み核データライブラリJENDL-4.0/HEの妥当性を検証するとともに、PHITSによる計算の予測精度を評価した。
