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論文

IAEA Photonuclear Data Library 2019

河野 俊彦*; Cho, Y. S.*; Dimitriou, P.*; Filipescu, D.*; 岩本 信之; Plujko, V.*; Tao, X.*; 宇都宮 弘章*; Varlamov, V.*; Xu, R.*; et al.

Nuclear Data Sheets, 163, p.109 - 162, 2020/01

 被引用回数:2 パーセンタイル:25.8(Physics, Nuclear)

We report our coordinated efforts to address these data needs such as radiation shielding design and radiation transport analyses, and present the results of the new evaluations of more than 200 nuclides included in the new updated IAEA Photonuclear Data Library, where the photon energy goes up to 200 MeV. We discuss the new assessment method and make recommendations to the user community in cases where the experimental data are discrepant and the assessments disagree. In addition, in the absence of experimental data, we present model predictions for photon-induced reaction cross section on nuclides of potential interest to medical radioisotope production.

論文

IRDFF-II; A New neutron metrology library

Trkov, A.*; Griffin, P. J.*; Simakov, S. P.*; Greenwood, L. R.*; Zolotarev, K. I.*; Capote, R.*; Aldama, D. L.*; Chechev, V.*; Destouches, C.*; Kahler, A. C.*; et al.

Nuclear Data Sheets, 163, p.1 - 108, 2020/01

 被引用回数:2 パーセンタイル:10.18(Physics, Nuclear)

60MeVまでの核分裂炉、核融合炉の中性子計測のための核データであるIRDFF-IIが公開された。このライブラリは、(a)研究炉応用、(b)商業炉の安全性応用、(c)核融合材料開発のための損傷研究、をサポートしている。本論文は、ライブラリの内容、検証プロセスについて述べ、幅広い中性子場でのベンチマークデータを提供している。このライブラリは様々な応用のための中性子計測における国際的な基準データとなることが期待される。

論文

Nuclear data sheets for A=218

Singh, B.*; Basunia, M. S.*; Martin, M.*; McCutchan, E. A.*; Bara, I.*; Caballero-Folch, R.*; Canavan, R.*; Chakrabarti, R.*; Chekhovska, A.*; Grinder, M. M.*; et al.

Nuclear Data Sheets, 160, p.405 - 471, 2019/09

 被引用回数:0 パーセンタイル:100(Physics, Nuclear)

The evaluated data are presented for 11 known A=218 nulcides (Pb, Bi, Po, At, Rn, Fr, Ra, Ac, Th, Pa and U). For $$^{218}$$Pb, $$^{218}$$Bi, $$^{218}$$At and $$^{218}$$Pa, data are available only for the ground states. For $$^{218}$$U, only the g.s. and a high-spin isomer are known, with no data on $$gamma$$-ray transitions available. For $$^{218}$$Po, ten excited states are known from $$^{218}$$Bi decay, with no knowledge on the multipolarities of gamma-ray transitions. For $$^{218}$$Th, five excited states in the g.s. band are known from an in-beam $$gamma$$-ray study. Data on level half-lives, multipolarities and mixing ratios of gamma transitions is generally lacking for A=218 nuclei. The static magnetic dipole moment has been measured for only an isomer in $$^{218}$$Fr. This evaluation was carried out as part of a joint IAEA-ICTP workshop for Nuclear Structure and Decay Data, organized and hosted by the IAEA, Vienna, and ICTP, Trieste, October 15-26, 2018.

論文

CIELO collaboration summary results; International evaluations of neutron reactions on uranium, plutonium, iron, oxygen and hydrogen

Chadwick, M. B.*; Capote, R.*; Trkov, A.*; Herman, M. W.*; Brown, D. A.*; Hale, G. M.*; Kahler, A. C.*; Talou, P.*; Plompen, A. J.*; Schillebeeckx, P.*; et al.

Nuclear Data Sheets, 148, p.189 - 213, 2018/02

 被引用回数:20 パーセンタイル:3.34(Physics, Nuclear)

CIELO国際協力では、原子力施設の臨界性に大きな影響を与える重要核種($$^{235}$$U, $$^{238}$$U, $$^{239}$$Pu, $$^{56}$$Fe, $$^{16}$$O, $$^{1}$$H)の中性子断面積データの精度を改善し、これまで矛盾していると考えられた点を解消することを目的として研究が行われた。多くの研究機関が参加したこのパイロットプロジェクトは、IAEAの支援も受けて、OECD/NEAの評価国際協力ワーキングパーティ(WPEC)のSubgroup 40として組織された。本CIELOプロジェクトは、新たな実験研究や理論研究を行う動機付けとなり、測定データを正確に反映し臨界性の積分テストに優れた新たな一連の評価済みライブラリとして結実した。本報告書は、これまでの研究成果と、本国際協力の次の段階の計画概要をまとめたものである。

論文

The CCONE code system and its application to nuclear data evaluation for fission and other reactions

岩本 修; 岩本 信之; 国枝 賢; 湊 太志; 柴田 恵一

Nuclear Data Sheets, 131, p.259 - 288, 2016/01

 被引用回数:31 パーセンタイル:4.74(Physics, Nuclear)

コンピュータコードシステムCCONEはJENDLプロジェクトの核データ評価のために開発された。CCONEコードシステムは様々な核反応モデルを統合して、核子や$$alpha$$粒子までの軽荷電粒子及び光子入射反応に対応している。コードはオブジェクト指向技術を用いてC++プログラム言語で書かれた。最初アクチニドに対する中性子誘起反応データ評価へ使用され、評価データはJENDLアクチニドファイル2008及びJENDL-4.0として編集された。CCONEコードはアクチニドのみならず、非アクチニド核種の核反応等の様々な核データ評価へ広く応用されると共に、高いエネルギーの核反応へも拡張された。また、ベータ遅発中性子放出の計算にも使用されている。本論文ではコード及びインプットについての設計等について触れるとともに、直接、前平衡,複合核反応のモデルの詳細について示す。また、アクチニド及び中重核の中性子誘起反応,高エネルギー核子誘起反応,光核反応,ベータ遅発中性子放出等の核データ評価への応用について示す。

論文

Covariance of neutron cross sections for $$^{16}$$O through R-matrix analysis

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

Nuclear Data Sheets, 123, p.159 - 164, 2015/01

 被引用回数:3 パーセンタイル:67.37(Physics, Nuclear)

R行列理論で計算される散乱行列はユニタリであるため、核構造パラメータや断面積の振る舞いに強い物理拘束を与える。本研究では、中性子共鳴領域における$$^{16}$$O断面積を評価することを目的として、複合核$$^{17}$$Oに対するR行列理論解析を行った。また、決定論的手法を用いて断面積や角度微分断面積に対する共分散を推定した。既存の評価済データでは一部の測定データのみから推定された大雑把な誤差が与えられている一方、本解析により推定された断面積および共分散は測定データのみならずR行列理論における物理拘束をよく反映した特徴的な値となっている。したがって、測定および理論双方に矛盾の無い現実的な結果を与えていると考えられる。

論文

Use and impact of covariance data in a Japanese latest adjusted library ADJ2010 based on JENDL-4.0

横山 賢治; 石川 眞

Nuclear Data Sheets, 123, p.97 - 103, 2015/01

 被引用回数:6 パーセンタイル:46.64(Physics, Nuclear)

日本の高速炉解析と設計における共分散データの利用の現状について紹介する。臨界実験データや実機運転データのような積分データを採用して、炉心設計値の精度を向上させるために、ベイズの定理に基づく炉定数調整法を利用している。JENDL-4.0の公開後、新しい調整炉定数セットADJ2010の開発プロジェクトを開始し、2013年に完成させた。本論文では、ADJ2010の最終結果を簡潔に述べる。また、ADJ2010の結果について、核データ共分散の利用と影響の観点から議論する。このために、「動きやすさ」、「調整駆動力」、「調整潜在力」という3つの指標を新しく導入する。

論文

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:4 パーセンタイル:60.37(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。

論文

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:100(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。

論文

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:4 パーセンタイル:60.37(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.

論文

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:7 パーセンタイル:44.28(Physics, Nuclear)

長寿命放射性核種$$^{107}$$Pd、及び不純物として含まれている安定核種$$^{105,108}$$Pdの中性子捕獲断面積を測定した。J-PARCの物質・生命科学実験施設(MLF)のBL04に整備された中性子核反応実験装置(ANNRI)を用いて、飛行時間法により熱領域から300eVの中性子エネルギーに対して、中性子捕獲断面積を測定した。報告されていた幾つかの共鳴が、$$^{107}$$Pdに起因しないことなど、共鳴に関する新たな知見が得られた。

論文

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:100(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.

論文

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:17.67(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.

論文

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:67.53(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。

論文

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:87.14(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.

論文

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:100(Physics, Nuclear)

代理反応で生成した複合核の高励起状態からの$$gamma$$線を観測するため、コンプトン抑止型LaBr$$_{3}$$(Ce)スペクトロメータを開発した。スペクトロメータは直径10.2cm、長さ12.7cmのLaBr$$_{3}$$(Ce)主検出器と、厚み2.5cm、長さ25.4cmの環状BGO検出器から構成される。標準線源や$$^{27}$$Al(p,$$gamma$$)$$^{28}$$Siにより発生した$$gamma$$線を用いた性能試験の結果とともに原子力機構タンデム加速器施設での代理反応法を用いた中性子捕獲断面積測定計画について報告する。

論文

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:1 パーセンタイル:87.14(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 $$mu$$$$^{2}$$$$_{N}$$ 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.

論文

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:87.14(Physics, Nuclear)

ホウ素等の核燃料物質以外の物質が含まれた試料についてNRTAでどの程度の精度で測定可能か検討した。試料は、使用済み核燃料に不純物としてホウ素と鉄が含まれるもの仮定した。測定は、中性子源から5mの位置でTOF測定を行う。吸収スペクトルを、JENDL-4.0での総中性子吸収断面積を使用して線形吸収を仮定して生成する。これに、統計からくる誤差を計算し加えることによって誤差を考慮した吸収スペクトルを求めた。このスペクトルを使用して中性子強度,不純物濃度等を変化させた場合の、NRTAによるPu同位体分析の精度について検討を行った。

論文

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:60.37(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.

論文

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:7 パーセンタイル:44.28(Physics, Nuclear)

酸素は原子力工学において重要な原子核の一つである。しかしながら、$$^{16}$$O($$n,alpha$$)断面積に関しては測定値及び評価済データ間には未だ大きな差があり、軽水炉の燃焼計算等で問題となっている。また、近年では積分計算のマージンを推定するために評価済断面積の誤差が求められている。本研究では断面積測定データに対してR行列理論解析を行い、共鳴領域における$$^{16}$$Oの中性子断面積と誤差の推定を行った。解析には中性子のみならず逆反応断面積の測定データも考慮し、各測定データに対しては系統誤差も考慮した。得られた断面積及び誤差の結果は測定と理論双方の知見を反映する。

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