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論文

New JENDL-4.0/HE neutron and proton ACE files

今野 力

Journal of Nuclear Science and Technology, 6 Pages, 2023/00

https://doi.org/10.1080/00223131.2023.2237970
 被引用回数：1 パーセンタイル：68.31(Nuclear Science & Technology)

JENDL-4.0/HEの中性子と陽子ACEファイルは2017年に作られ、そのうちの22核種の中性子ACEファイルと25核種の陽子ACEファイルがPHITSコードと一緒に公開されている。最近、JENDL-4.0/HEの中性子と陽子ACEファイルに入っている以下の5つのデータに問題があることが見つかった; $$^{15}$$Nと$$^{18}$$OのACEファイル、発熱数、損傷エネルギー生成断面積、2次中性子多重度、核分裂断面積。そこで、これらの問題を修正したJENDL-4.0/HEの新しい中性子と陽子ACEファイルを作成した。この論文では問題点及び新しい中性子と陽子ACEファイルをどのように作成したかについて詳述する。

論文

Measurement of nuclide production cross sections for proton-induced reactions on $$^{rm nat}$$Ni and $$^{rm nat}$$Zr at 0.4, 1.3, 2.2, and 3.0 GeV

竹下 隼人*; 明午 伸一郎; 松田 洋樹*; 岩元 大樹; 中野 敬太; 渡辺 幸信*; 前川 藤夫

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 527, p.17 - 27, 2022/09

https://doi.org/10.1016/j.nimb.2022.07.002
 被引用回数：3 パーセンタイル：50.96(Instruments & Instrumentation)

加速器駆動核変換システム(ADS)等における核設計の高度化のため、NiとZrについて数GeVエネルギー領域における陽子入射の核種生成断面積測定を行い、核設計に用いる計算コードPHITSによる計算値やJENDL/HE-2007等との比較検討を行った。

論文

J-PARCにおける加速器駆動核変換システム(ADS)の研究開発,4; 陽子ビーム技術とニュートロニクス

明午 伸一郎; 中野 敬太; 岩元 大樹

プラズマ・核融合学会誌, 98(5), p.216 - 221, 2022/05

加速器駆動核変換システム(ADS)の実現やJ-PARCで建設を進めているADSターゲット試験施設(TEF-T)の建設には、陽子ビーム取扱い技術の開発やGeV領域の陽子に対するニュートロニクス(中性子工学)の詳細な検討が必要となる。このためJ-PARCの核変換ディビジョンでは、J-PARC加速器施設などで研究を進めてきた。本稿ではこれらの内容に関して紹介する。

報告書

J-PARCにおける高エネルギー陽子入射核破砕反応による核種生成断面積の測定

中野 敬太; 松田 洋樹*; 明午 伸一郎; 岩元 大樹; 竹下 隼人*; 前川 藤夫

JAEA-Research 2021-014, 25 Pages, 2022/03

JAEA-Research-2021-014.pdf:2.1MB

加速器駆動核変換システム(ADS: Accelerator-Driven transmutation System)の開発に資するデータとして、$$^9$$Be, C, $$^{27}$$Al, $$^{45}$$Sc, V標的に対する高エネルギー陽子入射反応による核種生成断面積の測定を行った。得られた実験値は最新の核反応モデルによる計算値や評価済み核データライブラリの値と比較を行い、その再現性について議論を行った。

論文

Nuclide production cross section of $$^{nat}$$Lu target irradiated with 0.4-, 1.3-, 2.2-, and 3.0-GeV protons

竹下 隼人; 明午 伸一郎; 松田 洋樹; 岩元 大樹; 中野 敬太; 渡辺 幸信*; 前川 藤夫

JAEA-Conf 2021-001, p.207 - 212, 2022/03

https://doi.org/10.11484/jaea-conf-2021-001

加速器駆動核変換システム(ADS)などの大強度陽子加速器施設の遮蔽設計において、高エネルギー陽子入射による核破砕生成物の核種生成量予測は基礎的かつ重要な役割を担っている。しかしながら、生成量予測シミュレーションで用いられる核反応モデルの予測精度は不十分であり、核反応モデルの改良が必要である。J-PARCセンターでは実験データの拡充と核反応モデル改良を目的に、様々な標的に対して核種生成断面積の測定を行っている。本研究では、$$^{nat}$$Lu標的に対して0.4, 1.3, 2.2および3.0GeV陽子ビームを照射し、放射化法により核種生成断面積データを取得した。取得したデータとモンテカルロ粒子輸送計算コードで用いられる核反応モデルと比較することで、現状の予測精度を把握するとともに核反応モデルの改良点を考察した。

論文

Nuclide production cross sections of Ni and Zr irradiated with 0.4-, 1.3-, 2.2-, and 3.0-GeV protons

竹下 隼人; 明午 伸一郎; 松田 洋樹; 岩元 大樹; 前川 藤夫; 渡辺 幸信*

JPS Conference Proceedings (Internet), 33, p.011045_1 - 011045_6, 2021/03

https://doi.org/10.7566/JPSCP.33.011045

加速器駆動核変換システム(ADS)における核設計の高度化のため、ADSで使われる材料であるNiとZrについて、数GeVエネルギー領域における陽子入射の核種生成断面積測定を行い、核設計に用いる計算コードPHITSによる計算値やJENDL/HE-2007との比較検討を行った。

論文

Measurement of nuclide production cross-sections of $$^{mathrm{nat}}$$Fe for 0.4-3.0 GeV protons in J-PARC

松田 洋樹; 竹下 隼人*; 明午 伸一郎; 前川 藤夫; 岩元 大樹

JPS Conference Proceedings (Internet), 33, p.011047_1 - 011047_6, 2021/03

https://doi.org/10.7566/JPSCP.33.011047

精度の良い核種生成断面積は加速器駆動核変換システム(ADS)設計における放射性廃棄物の取り扱い、放射性廃棄物の遠隔での取り扱い方法の設計、及び放射線作業従事者の被ばく評価に必要とされる。今日まで数多くの実験が行われてきたが、測定データ誤差が数十%を超えるものが時には存在し、いくつか重要な核種に対してはGeVエネルギー領域において実験データが存在しないものがある。この研究では鋼材の最も重要な構成元素である鉄の陽子入射による核種生成断面積を測定した。実験データはPHITSコードに組み込まれているBertiniやINCL4.6モデルを用いて計算した値、及び評価済み核データJENDL-HE/2007と比較した。この研究では(p,xn)反応を介した生成断面積に大きな食い違いがあることが明らかとなった。これは核子-核子散乱やパウリブロッキングなどのさらなる改良が核内カスケードモデルに必要であることを示唆するものであった。

論文

Benchmark of neutron production cross sections with Monte Carlo codes

Tsai, P.-E.; Lai, B.-L.*; Heilbronn, L. H.*; Sheu, R.-J.*

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 416, p.16 - 29, 2018/02

https://doi.org/10.1016/j.nimb.2017.11.029
 被引用回数：3 パーセンタイル：29.78(Instruments & Instrumentation)

薄膜ターゲットを用いた15種類の照射条件について、中性子生成断面積のベンチマークを実施した。条件は、核子当たり135$$sim$$600MeVの$$^{12}$$C, $$^{20}$$Ne, $$^{40}$$Ar, $$^{84}$$Kr, $$^{132}$$Xeイオン照射、$$^{nat}$$Li, $$^{nat}$$C, $$^{nat}$$Al, $$^{nat}$$Cu, $$^{nat}$$Pbターゲットを組み合わせたものである。実験値を4つのシミュレーション法(1)PHITS 2.73 (JQMDとGEMモデル)、(2)PHITS 2.82 (JQMD 2.0とGEMモデル)、(3)FLUKA 2011.2c (RQMD 2.4とFLUKA脱励起モデル)、及び(4)MCNP6-1.0 (LAQGSM 03.03とGEM2モデル)による結果と比較した。本研究は計算コードユーザーだけでなく、PHITS-JQMDモデル開発者にとっても有益な情報をもたらすものであり、加速器施設安全や重粒子線治療、宇宙放射線科学の発展に資する将来の重イオン核反応物理モデルの改良へも寄与するものである。

論文

Nuclear data evaluation of the $$^7$$Li(p,xn) reaction for incident energies up to 200 MeV

松本 唯希*; 渡辺 幸信*; 国枝 賢; 岩本 修

JAEA-Conf 2015-003, p.191 - 196, 2016/03

https://doi.org/10.11484/jaea-conf-2015-003

ホウ素中性子捕捉療法(BNCT)中性子源等の開発において必要な$$^7$$Li(p,n)$$^7$$Be反応に対する核データ評価を実施した。直接過程の計算は歪曲波ボルン近似(DWBA)や測定データに基づく経験則を用いて行った。また、連続スペクトルの計算にはCCONEコードを適用し、前平衡パラメータ等を測定データを再現するように調整した。両手法を取り入れた評価値はピーク構造を持つ角度・エネルギー微分断面積として工学的応用が期待される。

論文

Neutron cross-section evaluations for $$^{70,72,73,74,76}$$Ge

岩本 修; Herman, M.*; Mughabghab, S. F.*; Oblozinsk$'y$, P.*; Trkov, A.*

AIP Conference Proceedings 769, p.434 - 437, 2005/05

https://doi.org/10.1063/1.1945041

ゲルマニウム同位体に対する新たな評価を、熱エネルギーから20eVの中性子に対して行った。光子の生成に特に注目した。共鳴領域で以前の評価と比較し、大きな改善が行われた。高速中性子領域の評価に計算コードEMPIRE-2.19を使用した。鉄及びニオブに対する計算を通じて、光子生成の妥当性の検証を行った。また、同位体の評価値から天然元素データを構成し、天然ゲルマニウムの実験データと比較を行った。光子生成に関するさまざまな量を示し、中性子入射エネルギーに対する強い依存性について議論を行う。

報告書

Cross sections for ion production in reactions of H$$^{+}$$ with D$$_{2}$$; Effects of vibrational and rotational excited states of D$$_{2}$$

市原 晃; 岩本 修; 横山 啓一

JAERI-Research 98-056, 22 Pages, 1998/09

JAERI-Research-98-056.pdf:0.62MB

H$$^{+}$$とD$$_{2}$$の反応で生じるD$$_{2+}$$,D$$^{+}$$及びHD$$^{+}$$イオン生成の断面積を、重心衝突エネルギーE$$_{cm}$$=2.5-8.0eVの範囲内で、非経験的分子軌道計算で得られたH$$_{3+}$$の3次元ポテンシャル面上でのトラジェクトリーサーフェスホッピング(TSH)法を用いることにより、評価した。反応物D$$_{2}$$の初期状態が各イオン生成に与える影響を調べるために、D$$_{2}$$の振動及び回転の量子数をv=0-3,j=1,5,10に設定して計算を行った。その結果、D$$_{2+}$$イオンの生成は、D$$_{2}$$の振動回転状態(v,j)が高くなるに従って著しく増大することが分かった。D$$_{2+}$$生成の飛躍的な増大には、D$$_{2}$$の振動励起が主要な役割を果たし、回転励起は補助的な効果を与えた。D$$_{2+}$$生成と比較して、D$$_{2}$$の振動状態がD$$^{+}$$及びHD$$^{+}$$イオンの生成に与える効果は一桁小さく、D$$_{2}$$の回転状態に対する効果は殆ど無視しうる大きさであった。

論文

Measurements of tritium and $$^{14}$$C production cross sections for 14.7-MeV neutrons on $$^{17}$$O and $$^{18}$$O

Y.M.Verzilov*; 池田 裕二郎; 前川 藤夫; 大山 幸夫; D.L.Smith*

Nuclear Science and Engineering, 129(1), p.81 - 87, 1998/00

https://doi.org/10.13182/NSE98-A1965
 被引用回数：1 パーセンタイル：15.02(Nuclear Science & Technology)

中性子エネルギ14.7MeVでの$$^{17}$$O(n,$$alpha$$)$$^{14}$$C、$$^{18}$$O(n,n'$$alpha$$)$$^{14}$$C、$$^{17}$$O(n,t)$$^{15}$$N及び$$^{18}$$O(n,t)$$^{16}$$Nの断面積を強力D-T中性子源FNSを用いて世界で初めて測定した。$$^{17}$$O及び$$^{18}$$Oを同位体濃縮した水を試料としてD-T中性子照射後に生成した$$^{3}$$H(トリチウム)及び$$^{14}$$Cの放射能を液体シンチレーション計数法で測定した。照射中及びシンチレーション試料作成時の$$^{14}$$Cの損失について定量的に評価した。$$^{93}$$Nb(n,2n)$$^{92m}$$Nb反応断面積を基準として求めた各反応断面積は、18.0$$pm$$3.3、35.4$$pm$$6.5、0.82$$pm$$0.15及び26.8$$pm$$4.9mbであった。今回得られた新たな測定データに基づき原子番号が10以下の軽核を対象とした(n,$$alpha$$)及び(n,t)反応の14MeV領域での系統性について検討した結果、明確な原子番号依存性が存在することが明らかになった。また、最近の放射化断面積ライブラリーの評価値と比較した結果、評価の過大並びに過小が著しいことが示された。

報告書

HETC-3STEP calculations of proton induced nuclide production cross sections at incident energies between 20 MeV and 5 GeV

高田 弘; 義澤 宣明*; 石橋 健二*

JAERI-Research 96-040, 91 Pages, 1996/08

JAERI-Research-96-040.pdf:2.2MB

OECD/NEA国際コード比較のために、$$^{16}$$O、$$^{27}$$Al、$$^{nat}$$Fe、$$^{59}$$Co、$$^{nat}$$Zr及び$$^{197}$$Auに20MeVから5GeVの陽子を入射した場合の核種生成断面積を前平衡過程及び高エネルギー核分裂過程を考慮した核内カスケード・蒸発モデルに基づくHETC-3STEPコードを用いて計算した。コードではIgnatyukによる準位密度パラメータ、AudiとWapstraの質量表及びTachibanaらの質量公式を蒸発計算部で新規に用いた。計算結果と実験結果の比較により、HETC-3STEPコードは$$^{nat}$$Zr及び$$^{197}$$Au標的核において標的核に近い質量数の核種生成について100MeV以上の入射エネルギーでファクター2~3の精度で予測できることを確認した。しかしながら、低エネルギー陽子入射による核種生成、数百MeV以上の陽子入射により誘起されるフラグメンテーション過程からの軽い核種の生成に関する予測精度は良くなく、モデルの改良が必要である。

報告書

Multi-group helium and hydrogen production cross section libraries for fusion neutronics design

森 清治*; S.Zimin*; 高津 英幸

JAERI-M 93-175, 72 Pages, 1993/09

JAERI-M-93-175.pdf:1.61MB

核融合炉の核・遮蔽計算において使用されるヘリウム及び水素生成断面積ライブラリーをJENDL-3データファイルに基づいて作成した。これらのライブラリーは核融合炉核設計において頻繁に使用される輸送計算用断面積セットFUSION-J3とFUSION-40と同じ群構造を有しており、反応率計算コードAPPLE-3の応答関数として使用できる。本ライブラリーはJENDL特殊目的ファイルのひとつであるJENDLガス生成断面積ファイルから処理された。1次元輸送計算コードANISNと本ライブラリーを用いた計算を行い、計算結果を過去の計算例と比較した。本ライブラリーにより信頼性の高いヘリウム及び水素の生成量の評価が可能となり、今後の核融合炉設計に役立つものと考えられる。付録には作成された多群ライブラリーをグラフ及び表の形で示した。

論文

Measurement of the thermal neutron cross section and resonance integral of the reaction $$^{137}$$Cs(n,$$gamma$$)$$^{138}$$Cs

関根 俊明; 初川 雄一; 小林 勝利; 原田 秀郎*; 渡辺 尚*; 加藤 敏郎*

Proc. of the Nuclear Data for Science and Technology, p.57 - 58, 1992/00

放射性廃棄物核種の消滅処理研究に必要な基礎的データとして、$$^{137}$$Cs(n,$$gamma$$)$$^{138}$$Cs反応の断面積を測定した。0.4MBqの$$^{137}$$Csターゲツトを4$$times$$10$$^{13}$$n/cm$$^{2}$$/secの熱中性子束で10分間照射し、化学的に精製してから、相対効率90%のGe検出器で$$gamma$$線スペクトルを測定した。$$^{137}$$Csと$$^{138}$$Csの$$gamma$$線強度比から得られた熱中性子断面積はStupegiaの報告値の2倍であった。そこで、更に詳しいデータを得るためにJRR-4気送管に設置されたCd遮蔽筒を用いてCd比測定実験を行った。その結果、熱中性子(2200m/sec中性子)断面積0.25$$pm$$0.02b、共鳴積分0.36$$pm$$0.07bを得た。この結果は、Stupegiaと我々の結果のくい違いは中性子スペクトルの差によるものでないことを示した。以上の結果は$$^{138}$$Cs異性体の生成を無視して得たものであるが、Huizengaらのモデルによって核異性体生成比を計算し、これによる誤差を評価した。

報告書

JENDL-3を用いた多群二重微分型断面積ライブラリーの作成と核融合ニュートロニクス・ベンチマークテスト

中川 正幸; 森 貴正; 金子 邦男*

JAERI-M 90-097, 95 Pages, 1990/06

JAERI-M-90-097.pdf:1.66MB

JENDL-3より125群二重微分型断面積ライブラリーを作成し、そのテストのため核融合ニュートロニクスに関連したベンチマーク問題を解いた。断面積はPROF-DDシステムで処理し、20核種のライブラリーと、反応率計算のために放射化断面積を14種作成した。ベンチマーク計算は、LLNLの球体系漏洩中性子スペクトル、ベリリウム増倍実験、日米核融合ニュートロニクスベンチマーク問題、FNSにおけるブランケット工学実験PhaseIIbである。これらの結果を、実験及びJENDL-3/PR1との結果と比べる事によりJENDL-3の核融合炉中性子核特性に関する特徴がかなり明らかとなった。

報告書

二重微分型断面積を用いたMORSE-DDコードのベンチマークテスト

中川 正幸; 森 貴正; 石黒 幸雄

JAERI-M 85-009, 55 Pages, 1985/02

JAERI-M-85-009.pdf:1.32MB

核融合炉ブランケットのニュートロニクスを精度良く計算するために、これまで二重微分型断面積を作成するコードと、それを用いるモンテカルロコードMORSE-DDを開発した。これらのコードの妥当性を検証するために行った種々のベンチマークテストの結果をまとめたのが本報告書である。対象としては、ローレンス・リバモア研究所で行われた各種の中性子スペクトル実験、FNSでの酸化リチウムからの角度中性子スペクトル実験及び仮想的な体系での計算法の比較が主なものである。核データは主としてENDEF/B4を用い部分的にJENDL-3PR1を使用した。このテストの結果、本手法は従来のルジャンドル展開法に比べ高精度であること、より厳密な連続エネルギーモンテカルロ法とほぼ同じ精度であることが明らかとなると共に核データに関しても種々の評価が行えた。

報告書

Measurements of Tritium Production-Rate Distribution in Simulated Blanket Assemplies at the FNS

前川 洋; 津田 孝一; 井口 哲夫*; 池田 裕二郎; 大山 幸夫; 福本 亨; 関 泰; 中村 知夫

JAERI-M 83-196, 15 Pages, 1983/09

JAERI-M-83-196.pdf:0.62MB

原研に新しい強力なD-T中性子源であるFNSが完成した。模擬核融合炉ブランケット体系中のトリチウム生成率(TPR)分布をFNSを用いて測定した。模擬体系は黒鉛反射体付き酸化リチウム球体系と40cm厚さの酸化リチウム平板体系である。TPRを(A)Dierckxの方法、(B)LifのTLDの自己照射法、(C)Li$$_{2}$$Oの焼結体ペレットによる液体シンチレータ法の3種類で測定した。(B)と(C)は原研で開発した方法である。測定されたTPRの分布は3つの方法の間で良く一致した。(B)と(C)の方法が核融合炉のニュートロニクスの実験で有効であることを示した。実験結果はP.G.Youngの評価した$$^{7}$$Li(n、n'$$alpha$$)$$^{3}$$Tの断面積が妥当であることを示唆した。

報告書

EELOSS: The Program for calculation of electron energy loss data

田中 俊一

JAERI-M 9151, 36 Pages, 1980/10

JAERI-M-9151.pdf:1.1MB

核融合炉をはじめ、各種原子力施設における$$beta$$線や$$gamma$$線の遮蔽、あるいはドジメトリィにおいて必要とされる種々の電子のエネルギ損失データを計算するための汎用コード:EELOSSが開発された。本コードにより、0.01~15MeVの範囲の任意の電子に対する任意の物質中での下記のような電子のエネルギ損失データが得られる。(1)Collision Stopping Power (2)Restricted Collision Stopping Power (3)Radiative Stopping Power (4)Bremsstrahlung Production Cross Section 本研究では、EELOSSコードで得られるデータの精度や信頼性、あるいは実際の遮蔽計算への適用性等についても、種々の実験値との比較から検討され、EELOSSコードの有効性が実証された。

報告書

1978年核データ研究会報告

シグマ研究委員会

JAERI-M 8163, 382 Pages, 1979/03

JAERI-M-8163.pdf:10.29MB

シグマ研究委員会主催の核データ研究会が1978年12月20・21日の両日原研東海研究所において開催された。この研究会の主題は(1)委員会の各ワーキング・グループの最近の成果、(2)将来問題としてのMeV領域の核データの取り扱い方の2つである。特に後者に関しては3編の招待講演を持った。本報告書はその報文集である。

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