ダイナミクス解析装置DNAの実用化; 背面反射結晶アナライザー型高エネルギー分解能中性子分光器の系譜

柴田 薫

波紋, 28(1), p.26 - 28, 2018/02

https://doi.org/10.5611/hamon.28.1_26

背面散乱中性子分光器の系譜とダイナミクス解析装置DNAの仕様を簡単に紹介する。DNA分光器は大強度陽子加速器施設(J-PARC)物質・生命科学実験施設(MLF)のパルス中性子源に設置されたSi結晶アナライザーを用いた飛行時間型(TOF)背面散乱分光器(n-BSS)である。DNA分光器と同系の、世界中で稼働中もしくは稼働していた主な研究用原子炉線源設置型およびパルス線源設置型の背面反射結晶アナライザー型高エネルギー分解能中性子分光器の概要を説明し、その中でのDNA分光器の特徴について解説した。

Design of a single moderator-type neutron spectrometer with enhanced energy resolution in energy range from a few to 100 keV

谷村 嘉彦; 三枝 純; 吉澤 道夫; 吉田 真

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 547(2-3), p.592 - 600, 2005/08

https://doi.org/10.1016/j.nima.2005.03.162

最適な中性子スペクトロメータの減速材構造をMCNP-4Bを用いて設計した。当該スペクトロメータは、円筒状の減速材及び位置検出型熱中性子検出器で構成されており、減速材軸上の熱中性子束分布から入射中性子のエネルギー分布を得ることができる。入射側減速材の一部に低水素密度材を用い、熱中性子の拡散を抑制する熱中性子吸収材を設置することにより、数10から100keVの低エネルギー中性子に対するエネルギー分解能を改善した。設計したスペクトロメータは、数keVから20MeVまでの範囲で中性子エネルギー分布の測定に適用できる。

High efficiency indirect geometory crystal analyzer TOF spectrometer; DYANA dedicated to biology, planning in JSNS

柴田 薫; 田村 格良; 曽山 和彦; 新井 正敏; Middendorf, H. D.*; 新村 信雄

Proceedings of ICANS-XVI, Volume 1, p.351 - 354, 2003/07

生体高分子,生体物質及び関連するソフトマターの動的構造を研究することを主たる目的として計画,設計されている生物用非弾性散乱装置DYANAの最適化デザインの検討結果について述べる。本装置は、日本原子力研究所東海研究所において建設が進められている大強度陽子加速器施設プロジェクトのなかの物質・生命科学実験施設パルス中性子源に設置することが提案されている。DYANA分光器は逆転配置型結晶解析分光器でカバーするエネルギー・運動量範囲はそれぞれ数eV数meV, 0.1数になる。これらの分光器の仕様により、蛋白質分子の運動を解析が可能になることが期待される。

大強度陽子加速器計画における中性子分光器開発のためのシミュレーション,1; モデレーター・コンポーネント作成

田村 格良; 相澤 一也; 原田 正英; 柴田 薫; 前川 藤夫; 曽山 和彦; 新井 正敏

JAERI-Research 2003-008, 34 Pages, 2003/03

JAERI-Research-2003-008.pdf:1.62MB

大強度陽子加速器計画における物質・生命科学実験施設に設置するパルス中性子分光器の開発のためモンテカルロ・シミュレーションを行っている。物質・生命科学実験施設に設置されるパルス中性子源には「結合型水素モデレーター」,「非結合型水素モデレーター」と「非結合型ポイゾンド水素モデレーター」の3種類のモデレーターが設置される。 パルス分光器では線源の特徴が分光器の性能に強い影響を与える。そのため実際に得られるスペクトルを正確に記述した線源のコンポーネントを作成しなければ詳細なシミュレーションを行うことができない。NMTC/JAERI97とMCNP4Aのコードを用いて各ビームポートごとに得られた72点のパルスシェイプをもとに、各ビームポートにおけるモンテカルロ・シミュレーションMcStas用の線源のコンポーネントを作成した。「結合型水素モデレータ」を線源とするビーム取り出し口ポート16と「非結合型水素モデレータ」を線源とするビーム取り出し口ポート11のそれぞれ1つのコンポーネントを作成した。

Neutronics experiments for ITER at JAERI/FNS

今野 力; 前川 藤夫; 春日井 好己; 宇野 喜智; 金子 純一; 西谷 健夫; 和田 政行*; 池田 裕二郎; 竹内 浩

Nuclear Fusion, 41(3), p.333 - 337, 2001/03

https://doi.org/10.1088/0029-5515/41/3/311

ITERで発生する14-MeV中性子に起因するさまざまな核的問題に対処するため、原研FNSでは一連の核融合中性子工学実験をITER/EDAのR&Dタスクとして行ってきた。前回のIAEA会議では遮蔽に関してバルク遮蔽、ギャップストリーミング、核発熱及び誘導放射能実験を発表した。これらの実験を受けて、ITERのより複雑な遮蔽に対する設計精度を実証するために、ストレートダクトストリーミング実験を実施した。また、冷却材喪失事故時の安全性を担保するために、新たに崩壊熱測定実験を開始した。さらに、水の放射化を利用した信頼性の高い核融合出力モニターを開発した。本論文では、ITER/EDAのタスクとして原研FNSで新たに実施したこれらの実験の結果について報告する。

Fusion neutronic source deuterium-tritium neutron spectrum measurements using natural diamond detectors

A.V.Krasilnikov*; 金子 純一; 西谷 健夫; 前川 藤夫; 磯部 光隆*

Review of Scientific Instruments, 68(4), p.1720 - 1724, 1997/04

https://doi.org/10.1063/1.1148001

本論文は、A.V.Krasilnikov氏が原研招聘制度により、原研滞在中に行った研究の一部である。天然ダイヤモンド検出器は、放射線に強い半導体検出器であり、ITERにおけるイオン温度測定用中性子スペクトロメータの有力な候補である。この検出器をJT-60に取り付け、トリトン燃焼によるDT中性子の測定を行う前に、FNS(核融合中性子源)を使用して、天然ダイヤモンド検出器の特性測定を行った。その結果、ダイヤモンド検出器としては世界最高の1.95%(14MeVにおいて)のエネルギー分解能を確認した。この値はITER用中性子スペクトロメータの目標エネルギー分解能2%を満たしており、ITERへの応用に明るい見通しを与えた。

Whole energy absorption spectrometer for decay heat measurement of fusion reactor materials and application for beta-ray spectrum measurement

前川 藤夫; 池田 裕二郎

Proc. of Int. Conf. on Nucl. Data for Science and Technol., 59, p.1201 - 1205, 1997/00

D-T中性子照射された核融合炉材料中で発生する崩壊熱は、炉の事故時の安全性評価及び炉停止手順の作成にとって重要である。この崩壊熱を測定することを目的として、1対の大型BGOシンチレータからなる全エネルギー吸収スペクトロメータを開発した。原研FNSのD-T中性子源を用いた崩壊熱測定実験を行った結果、以下のようなスペクトロメータの特徴が明らかとなった:(1)高感度(100pW/g)、(2)スペクトル解析による核種同定、(3)小さな試料による測定、(4)10%程度の実験誤差。また、本スペクトロメータでは同時に線スペクトル測定が可能であり、P,Cu等から放出される線のスペクトル測定を行った。

Neutron spectrometers for ITER

西谷 健夫; 井口 哲夫*; 高田 英二*; 金子 純一; 河西 敏; 的場 徹

Proc., Workshop on Diagnostics for Experimental Thermonuclear Fusion Reactors, 0, p.425 - 434, 1996/00

核融合プラズマから発生する中性子のエネルギースペクトルからイオン温度を測定することは核融合研究の初期から提案されていたが、NBI等の追加熱プラズマでは、中性子のスペクトルが直接イオン温度を反映しないため、現在の大型トカマク実験ではほとんど使用されていない。しかし、自己点火を行うITERでは、現在イオン温度測定の主流となっている荷電交換分光法が、光学部品の放射線損傷等により実現困難なため、中性子スペクトル測定が最も有力なイオン温度測定となっている。講演では、ITERの各極より提案されている中性子スペクトル測定法をレヴューするとともに、日本で設計を進めている、反跳陽子型中性子スペクトル測定装置について紹介する。

Energy levels of Tc from the Mo(p,n)Tc reaction

峰原 英介; 御手洗 志郎*

Journal of the Physical Society of Japan, 48(1), p.4 - 15, 1980/00

https://doi.org/10.1143/JPSJ.48.4

Tc(p,n)反応を使ってTc核のエネルギー準位が調べられた。線の励起函数が10-100keV間隔で2.8から5.1MeVのエネルギー範囲でGe(Li)検出器を使って測定された。40個の準位と104個の線から成る崩壊図が第1番目の2,第2番目の4IARの強度比較,88個の線の閾値,分岐比,線角度分布,系統性から組み立てられた。9,13,15番目の準位のJ値は各々1/2,9/2,7/2に決定された。1837.5keV(7/2,9/2),1873.9keV(7/2,9/2),1888.8keV(5/2),2118.1keV(7/2,9/2)が新しい準位として決められた。対相関相互作用を取り入れた回転粒子結合模型計算がTc核について行われた。この計算は実験結果と合理的な一致を示した。

Measurements of neutron reaction cross sections using a liquid scintillation spectrometer

石河 寛昭

Nuclear Instruments and Methods, 109(3), p.493 - 501, 1973/03

D、Ni、S、CaおよびPの熱中性子反応断面積を放射化法にて決定した。中性子誘導核種の放射能強度を液体シンチレーション・スペクトロメーターにて測定したが、この方法によると放射線の吸収および散乱を伴わずに4ジオメトリーの測定が可能であるため、反応断面積の場合にも高精度の値を求めることが出来る。D(n,)T、Ni(n,)Ni、S(n,)S、Ca(n,)CaおよびP(n,)P反応の場合に得られた結果はそれぞれ0.550.01mb、15.890.52b、0.230.003b、0.780.01b、および0.170.01bである。本研究においては、特にCrを中性子束モニターとして選定した。