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論文

Identification and quantification of a $$^{60}$$Co radiation source under an intense $$^{137}$$Cs radiation field using an application-specific CeBr$$_3$$ spectrometer suited for use in intense radiation fields

冠城 雅晃; 島添 健次*; 加藤 昌弘*; 黒澤 忠弘*; 高橋 浩之*

Journal of Nuclear Science and Technology, 59(8), p.983 - 992, 2022/08

https://doi.org/10.1080/00223131.2022.2026833
 被引用回数：0 パーセンタイル：0.01(Nuclear Science & Technology)

Passive $$gamma$$-ray spectroscopy is a useful technique for surveying the radioactive wastes and spent nuclear fuels under nuclear decommissioning. However, this method depends on material properties such as the activity, density, element, scale, and (especially) low-energy $$gamma$$ rays from $$^{235}$$U and $$^{239}$$Pu. The $$gamma$$-decay lines of $$^{134}$$Cs, $$^{137}$$Cs, $$^{60}$$Co, and $$^{154}$$Eu occur at greater energies (than those of $$^{235}$$U and $$^{239}$$Pu), and these nuclides provide significant information on spent nuclear fuel and radioactive wastes. A CeBr$$_{3}$$ spectrometer with a small-volume crystal has been previously developed for use in intense radiation measurements. We exposed the spectrometer to radiation dose rates of 0.025, 0.151, 0.342, 0.700, and 0.954 Sv/h under a standard $$^{137}$$Cs radiation field. A 6.38 MBq $$^{60}$$Co calibration source was placed in front of the detector surface. Identification of the full energy peak at 1173 keV was impossible at dose rates higher than 0.700 Sv/h. However, subtraction of the $$^{137}$$Cs radiation spectra from the $$gamma$$-ray spectra enabled the identification of the full energy peaks at 1173 and 1333 keV at dose rates of up to 0.954 Sv/h; the relative energy resolution at 1173 and 1333 keV was only slightly degraded at this dose rate.

論文

Development of the multi-cubic $$gamma$$-ray spectrometer and its performance under intense $$^{137}$$Cs and $$^{60}$$Co radiation fields

冠城 雅晃; 島添 健次*; 加藤 昌弘*; 黒澤 忠弘*; 鎌田 圭*; Kim, K. J.*; 吉野 将生*; 庄司 育宏*; 吉川 彰*; 高橋 浩之*

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 1010, p.165544_1 - 165544_9, 2021/09

https://doi.org/10.1016/j.nima.2021.165544
 被引用回数：0 パーセンタイル：0.02(Instruments & Instrumentation)

2011年の東京電力ホールディングス福島第一原子力発電所の事故以来、世界各地で廃止措置措置に入る原子力施設が増加している。これらの原子力施設では、放射性物質の適切な管理が要求されている。そこで、ガンマ線スペクトル測定技術は、放射性物質の重要な情報を得ることができるため、有益なツールである。さらに、放射性物質の空間情報も重要であるため、ガンマ線イメージングについて求められている。しかしながら、これらの施設には、強度放射線場が広がるため、ガンマ線スペクトル測定やガンマ線イメージングが困難になる。そのため、寸法が5mm $$times$$ 5mm $$times$$ 5mmの小さなCeBr$$_3$$シンチレーター4個で分割した$$gamma$$線スペクトロメーターを開発した。上記の4個のシンチレーターは、強度放射場に特化したマルチアノード光電子増倍管と組合わせた。私たちは、$$^{137}$$Csと$$^{60}$$Coの放射線場で照射試験を実施した。$$^{137}$$Cs照射場の線量率1375mSv/hにおいて、相対エネルギー分解能が、それぞれのチャンネルで、9.2$$pm$$0.05%, 8.0$$pm$$0.08%, 8.0$$pm$$0.03%, 9.0 $$pm$$0.04%であった。

論文

Gamma-ray spectroscopy with a CeBr$$_3$$ scintillator under intense $$gamma$$-ray fields for nuclear decommissioning

冠城 雅晃; 島添 健次*; 加藤 昌弘*; 黒澤 忠弘*; 鎌田 圭*; Kim, K. J.*; 吉野 将生*; 庄司 育宏*; 吉川 彰*; 高橋 浩之*; et al.

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 988, p.164900_1 - 164900_8, 2021/02

https://doi.org/10.1016/j.nima.2020.164900
 被引用回数：11 パーセンタイル：88.45(Instruments & Instrumentation)

近年、2011年の東京電力ホールディングス福島第一原子力発電所事故より、世界各地で、廃止措置になる原子力施設が増加している。一方、原子力施設の廃止措置工程においては、放射性廃棄物や使用済み核燃料を適切な管理下で回収しなければならないため。そこで、本研究は、高線量率下でのガンマ線スペクトロメトリを実現するため、5mm$$times$$5mm$$times$$5mmの微小CeBr$$_{3}$$スペクトロメーターを構築した。さらに、(1)毎秒ギガサンプリング率のデジタル信号処理、(2)後段3段ダイノード電圧印加機能付光電子増倍管により、1Sv/hを超える線量率でのガンマ線スペクトル測定に成功した。$$^{137}$$Cs放射線場で、662keVのエネルギー分解能(半値幅)が、22mSv/hで4.4%であり、それが1407mSv/hでは5.2%である。対して、$$^{60}$$Co放射線場では、1333keVのエネルギー分解能(半値幅)が、26mSv/hで3.1%であり、それが2221mSv/hでは4.2%である。これらは、$$^{134}$$Cs, $$^{137}$$Cs, $$^{60}$$Co, $$^{154}$$Euのガンマ線を分解できる要求を満たており、同時に1Sv/h以上で上記核種のガンマ線分析が可能なことを示唆するものである。

論文

Model design of a compact delayed gamma-ray moderator system using $$^{252}$$Cf for safeguards verification measurements

Rodriguez, D.; Rossi, F.; 高橋 時音; 瀬谷 道夫; 小泉 光生

Applied Radiation and Isotopes, 148, p.114 - 125, 2019/06

https://doi.org/10.1016/j.apradiso.2019.01.002
 被引用回数：5 パーセンタイル：48.18(Chemistry, Inorganic & Nuclear)

Delayed gamma-ray spectroscopy is an active-NDA technique used to determine the composition of HRNM samples by peak-ratio comparison of GRs above 3-MeV from the short-lived fission products. Filtering out the passive GRs from long-lived FPs reduces the DGS signal, so thermal neutrons are used to induce more fission events from fissile nuclides. We are developing a compact system to moderate $$sim$$ 2-MeV neutrons that are easier to moderate than 14-MeV neutrons from DT generators. This work describes the ideal moderator optimization for a $$^{252}$$Cf source that results in $$25.9times10^{-4}$$ cm$$^{-2}$$ $$n_{source}^{-1}$$ passing through the sample space with $$geq$$ 70% of those below 1-eV. Practical modifications resulted in $$leq$$ 20% reductions compared to the optimized design. Evaluations of DGS signals and backgrounds conclude that only a 21-MBq $$^{252}$$Cf source is required.

報告書

「重イオン・フォトン・RIビームによる$$gamma$$線分光」に関するワークショップ論文集; 1997年7月15日~7月16日、東海研究所、東海村

大島 真澄; 杉田 道昭; 早川 岳人*

JAERI-Conf 98-008, 109 Pages, 1998/03

JAERI-Conf-98-008.pdf:5.63MB

過去3年間毎年行ってきた「タンデムブースターによる核分光国内共同実験」研究会にひきつづき開催したワークショップのプロシーディングスである。本ワークショップは、平成9年7月15日、16日の両日に日本原子力研究所東海研究所で開催された。33件の講演があり、参加者は38名、このうち原研7人、外部31人であった。本報告書はワークショップ後に投稿された論文を編集したものである。

論文

$$^{124-130}$$BaのO$$^{+}$$準位の同定

浅井 雅人*; 小島 康明*; 長 明彦; 小泉 光生; 関根 俊明; 柴田 理尋*; 山本 洋*; 河出 清*

「不安定核の理工学及び核計測法 (II)」に関する専門研究会報告書, 0, p.97 - 100, 1997/00

基底状態の偶々核のスピン・パリティはO$$^{+}$$であることは良く知られているが、励起状態のO$$^{+}$$準位については情報が十分でない。本研究では、中性子欠損Ba核のO$$^{+}$$準位を見出すため親核であるLa核を生成させ、その$$beta$$$$^{+}$$崩壊に続く$$gamma$$線放出過程を調べた。この実験では、高崎研TIARAのサイクロトロン接続したオンライン同位体分離器を用いて、$$^{36}$$Ar+Mo反応で生成した目的核種を質量分離し、準位スピン決定のために$$gamma$$-$$gamma$$角度相関測定を行った。5台のGe検出器を用いた効率の高い測定により、$$^{124-130}$$Baについて9つのO$$^{+}$$準位を同定した。

論文

$$^{133}$$Cs 81keV準位の有効核電荷半径

村松 久和*; 田中 栄司*; 石井 寛子*; 伊東 誉*; 三沢 雅志*; 三浦 太一*; 小泉 光生; 長 明彦; 関根 俊明; 藤田 雄三*; et al.

KURRI-TR, 0, p.102 - 106, 1996/02

メスバウア遷移における核電荷半径の変化$$Delta$$R/Rは、異性体シフトを生じる有効核電荷半径という。メスバウアスペクトルの異性体シフトは$$Delta$$R/Rと核位置での電子密度の積に比例するので、$$Delta$$R/Rの値が知られていれば、異性体シフトの測定からプローブ原子の電子状態を定量的に議論できる。本研究では、アルカリ元素のメスバウア核種として有用な$$^{133}$$Csについて、81keV遷移の$$Delta$$R/Rを求める実験を行った。$$^{133}$$Csの親核$$^{133}$$Xeをイオン注入した試料について、核位置での電子密度は高分解能内部転換電子測定から、異性体シフトはCsClを吸収体にしたメウバウア測定から求め、予備的ではあるが、$$Delta$$R/R~0.5$$times$$10$$^{-4}$$を得た。

論文

Moessbauer and conversion-electron measurements of $$^{133}$$Xe-implanted sources for the determination of the change of nuclear charge radius in the 81keV transition of $$^{133}$$Cs

村松 久和*; 伊東 誉*; 三沢 雅志*; 三浦 太一*; 小泉 光生; 長 明彦; 関根 俊明; 藤田 雄三*; 小俣 和夫*; 矢永 誠人*; et al.

Hyperfine Interactions (C), p.396 - 399, 1996/01

RIをプローブとする核物性的研究として、メスバウア核$$^{133}$$Csの81keVの遷移について、遷移の前後の核電荷半径の変化$$Delta$$R/Rを求める実験を行った。$$Delta$$R/R$$neq$$0の場合、$$Delta$$R/Rと核位置での電子密度の積に比例して、メスバウアスペクトルに異性体シフトを生じる。外殻電子の状態は位置での電子密度に反映されるので、異性体シフトの測定からプローブ原子の置かれている状態を定量的に議論するために$$Delta$$R/Rの値が必要である。本研究では、$$^{133}$$Csの親核$$^{133}$$Xeをイオン注入した試料について、核位置での電子密度は高分解能内部転移電子測定から、異性体ソフトはCsClを吸収体にしたメスバウア測定から求め、予備的ではあるが、$$Delta$$R/R$$sim$$0.5$$times$$10$$^{-4}$$を得た。

論文

Low-spin level structure of $$^{126}$$Ba investigated by $$gamma$$-$$gamma$$ angular correlation measurement

浅井 雅人*; 小島 康明*; 長 明彦; 小泉 光生; 関根 俊明; 柴田 理尋*; 山本 洋*; 河出 清*

ENAM 95: Int. Conf. on Exotic Nuclei and Atomic Masses, 0, p.539 - 540, 1995/00

質量数130付近のXe-Ba-Ce原子核は、原子核変形の遷移領域として興味深く、詳細な核分光学的データの蓄積が望まれている。本研究では、$$^{126}$$Ba原子核の低エネルギー・低スピン準位構造を高崎研TIARA-ISOLに設置した$$gamma$$-$$gamma$$角度相関測定装置によって調べた。$$^{94}$$Mo($$^{36}$$Ar,3pn)$$^{126}$$La反応で生成した$$^{126}$$Laの$$beta$$$$^{+}$$崩壊による娘核$$^{126}$$Baの$$gamma$$線角度相関データから、0$$_{3+}$$、2$$_{4+}$$及び4$$_{3+}$$準位を見い出すと共に、遷移のE2/M1混合比及びB(E2)比を求めた。これらの実験値は、相互作用するボソン模型2によって概ね説明できることが分った。

論文

加速器による新アイソトープ$$^{127}$$Prの合成・確認

関根 俊明

放射線と産業, 0(63), p.56 - 59, 1994/00

新しいアイソトープ$$^{127}$$Prの崩壊特性を明らかにした実験について解説した。高崎研TIARAサイクロトロンで加速した$$^{36}$$Arビームと$$^{94}$$Moターゲットとの反応による$$^{127}$$Prの合成、ISOL(オンラインアイソトープ分離器)による分離、及び短寿命核分光装置による$$beta$$線、$$gamma$$線、X線測定を経て$$^{127}$$Prを確認し、その半減期は7.7$$pm$$0.6秒と判明した。

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