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論文

Nondestructive determination of isotopic abundance using multi-energy nuclear resonance fluorescence driven by laser Compton scattering source

Omer, M.; 静間 俊行*; 羽島 良一*; 小泉 光生

Journal of Applied Physics, 135(18), p.184903_1 - 184903_10, 2024/05

https://doi.org/10.1063/5.0197076

We report on the findings of a quantitative nondestructive analysis of the natural isotopic abundances of hafnium and tungsten elements using nuclear resonance fluorescence. Commercial samples of hafnium and tungsten were irradiated to six quasi-monochromatic $$gamma$$-ray beams generated by laser Compton scattering in the energy range of 2.4-3.2 MeV. Multiple nuclei were simultaneously excited at each of the six $$gamma$$-ray beam energies. A high-purity germanium detector array detected deexcitations of the nuclei. In total, $$51$$ transitions were unprecedentedly employed to estimate the isotopic abundances of heavy elements nondestructively. The estimated abundances of three hafnium isotopes and three tungsten isotopes are consistent with standard known natural abundances within the experimental uncertainties. The deviation from the standard values ranges from 0.18% to 1.36%. This work is a contribution of the Japan Atomic Energy Agency (JAEA) to the International Atomic Energy Agency (IAEA) under the agreement of the coordinated research program (CRP), J02015 (Facilitation of Safe and Secure Trade Using Nuclear Detection Technology - Detection of RN and Other Contraband). This work was a part of a study of the nuclear resonance fluorescence aiming at nuclear security and safeguards applications, being supported by the subsidiary for "promotion of strengthening nuclear security or the like" of the Ministry of Education, Culture, Sports, Science, and Technology (MEXT), Japan.

論文

Validation of minor actinide cross sections by studying samples irradiated for 492 days at the dounreay prototype fast reactor, 1; Radiochemical analysis

篠原 伸夫; 河野 信昭; 中原 嘉則; 辻本 和文; 桜井 健; 向山 武彦*; Raman, S.*

Nuclear Science and Engineering, 144(2), p.115 - 128, 2003/06

https://doi.org/10.13182/NSE03-A2347

英国ドンレイ高速中性子原型炉で492日間照射したアクチノイド試料を放射化学的手法を用いて分析し、核分裂生成物(Mo,Zr,Nd)とアクチノイド(U,Np,Pu,Am,Cm,Cf)の同位体組成を精度良く測定した。本論文(PaperI)では、化学分析の詳細と得られた分析データを記述した。本研究で得られたデータは米国オークリッジ国立研究所で得られたデータと良い一致を示すとともに、本分析データは今後の燃焼計算コードのベンチマーク情報として、さらに核データライブラリの検証に役立つものである。なお別報(PaperII)では、本分析データを用いて核データの検証を試みた。

論文

Validation of minor actinide cross sections by studying samples irradiated for 492 days at the dounreay prototype fast reactor, 1; Radiochemical analysis

篠原 伸夫; 河野 信昭; 中原 嘉則; 辻本 和文; 桜井 健; 向山 武彦*; Raman, S.*

Nuclear Science and Engineering, 144(2), p.115 - 128, 2003/06

https://doi.org/10.13182/NSE03-A2347
 被引用回数：12 パーセンタイル：62.16(Nuclear Science & Technology)

英国ドンレイ高速中性子原型炉で492日間照射したアクチノイド試料を放射化学的手法を用いて分析し、核分裂生成物(Mo,Zr,Nd)とアクチノイド(U,Np,Pu,Am,Cm,Cf)の同位体組成を精度よく測定した。本論文(Paper 1)では、化学分析の詳細と得られた分析データを記述した。本研究で得られたデータは米国オークリッジ国立研究所で得られたデータと良い一致を示すとともに、本分析データは今後の燃焼計算コードのベンチマーク情報として、さらに核データライブラリの検証に役立つモノである。なお別報(Part 2)では、本分析データを用いて核データの検証を試みた。

論文

Crud behaviors in high temperature water, I; Characterization of corrosion layer on type 304 stainless steel and Zircaloy-2

星 三千男; 立川 圓造; 諏訪 武; 佐川 千明; 米澤 仲四郎; 青山 功; 山本 克宗

Journal of Nuclear Science and Technology, 23(7), p.612 - 621, 1986/00

https://doi.org/10.3327/jnst.23.612
 被引用回数：2 パーセンタイル：32.46(Nuclear Science & Technology)

高温高圧水中のクラッドの原子炉一次冷却系材料への付着挙動を調べるため、JMTR OWL-1ループを用いて実験を行った。ここでは、OWL-1ループ水の性状を明かにした。ループ運転開始期には濃度の上昇が認められるが、定常状態では、可溶性クラッド20~30$$mu$$g/l,不溶性クラッド~1$$mu$$g/lの濃度を示す。構成金属元素の大部分はFeである。不溶性クラッド中の$$^{6}$$$$^{0}$$Coの比放射能値は可溶性のものよりほぼ1桁大きく、この系では素早い同位体交換反応が認められない。不溶性クラッド中の結晶性化合物の78%はM$$_{3}$$O$$_{4}$$型の金属酸化物,22%がM$$_{2}$$O$$_{3}$$型の酸化物である。$$^{5}$$$$^{9}$$Feおよび$$^{5}$$$$^{5}$$Feの比放射値はM$$_{2}$$O$$_{3}$$型酸化物中でM$$_{3}$$O$$_{4}$$型酸化物中よりも約2倍大きくなっている。

論文

Isotopic analysis of molybdenum by surface ionization mass spectrometry and a carbonization technique

田村 修三

質量分析, 23(1), p.49 - 59, 1975/01

https://doi.org/10.5702/massspec1953.23.49

表面電離質量分析法によるモリブデンなどの同位体分析精度向上のためにイオン生成量の増加および安定化の方法を検討した。希硫酸溶液(5~100$$mu$$gの測定対象元素を含む)に5~10倍重量のグリセリン(5vv%水溶液、イオン交換で精製)を添加しリボン状フイラメントに塗布後、空気中でタール化し、5$$times$$10-$$^{7}$$torrの真空度の質量分析計イオンソース内で徐々に加熱して、酸化物試料を炭化あるいは還元することにより、10$$^{-}$$$$^{1}$$$$^{3}$$~10$$^{-}$$$$^{1}$$$$^{1}$$Aの安定なイオン電流(Mo$$^{+}$$、Hf$$^{+}$$、Cr$$^{+}$$)を得ることができた。フィラメント材質としては、モリデブンおよびハフニウムにはレニウムが、クロムにはタンタルが適していた。アルカリ元素は妨害するので除去する必要があった。質量分析用試料の前処理がイオンソース内で行なわれるので、分析所要時間を短縮することができ、本法は日常的な同位体比測定法として有効である。

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