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佐藤 大樹; 佐藤 達彦; 遠藤 章; 松藤 成弘*; 佐藤 眞二*; 高田 真志*; 石橋 健二*
Nuclear Science Symposium Conference Record, 2005 IEEE, Vol.3, p.1288 - 1290, 2005/10
シンチレーション検出器を用いて中性子のエネルギースペクトルを測定するためには、検出器の応答関数が必要とされる。この応答関数を精度よく評価するためには、入射中性子とシンチレーション物質との核反応による荷電粒子生成と、それに伴う発光機構を解明することが重要である。そこで、液体有機シンチレータにおける、荷電粒子の運動エネルギーと光出力の相関を調べるために、放射線医学総合研究所HIMACにおいて、さまざまな荷電粒子に対する応答関数を測定した。液体有機シンチレータとして、中性子測定で広く利用されているBC501Aを用いた。各種荷電粒子は高エネルギー重イオンの炭素ターゲットへの入射核破砕反応により生成され、粒子弁別後に飛行時間からその運動エネルギーを求めた。実験から得た荷電粒子の運動エネルギーと光出力の相関を、半実験式と比較したところ、陽子と重陽子に関しては非常に良い一致を示した。しかし、
粒子に関しては、系統的に大きな値を与えることを明らかにした。
佐藤 達彦; 佐藤 大樹; 遠藤 章; 山口 恭弘
Journal of Nuclear Science and Technology, 42(9), p.768 - 778, 2005/09
被引用回数：17 パーセンタイル：73.49(Nuclear Science & Technology)高エネルギー加速器施設の作業環境,環境中のバッグランドに存在する中性子,光子,ミューオンによる線量を高感度に測定できる線量測定システムDARWIN(Dose monitoring system Applicable to various Radiations with WIde energy raNges)を開発した。この測定システムは、検出器に液体有機シンチレータをLi-6含有ZnS(Ag)シンチレータで取り囲んだホスウィッチ型検出器を用い、各粒子に起因する信号を波形弁別により識別し、これに線量変換係数を乗じることでリアルタイムで線量を評価することができる。実験及び計算により、DARWINは、従来のモニタに比べ感度,適用粒子の多様性及び適用エネルギー範囲の点で優れた特性を有することを明らかにした。
佐藤 大樹; 佐藤 達彦; 遠藤 章; 山口 恭弘; 高田 真志*; 石橋 健二*
AIP Conference Proceedings 769, p.1680 - 1683, 2005/05
高エネルギー中性子に対する有機液体シンチレータの応答関数を評価するために、SCINFUL-QMDコードを開発した。SCINFUL-QMDによる計算結果の妥当性を調べるため、放射線医学総合研究所のHIMACにおいて、有機液体シンチレータの応答関数を測定した。800MeV/uのSiイオン及び400MeV/uのCイオンを、厚い炭素ターゲットに入射させ、核破砕反応により放出された中性子に対して、飛行時間法によりその運動エネルギーを測定し、入射中性子エネルギーごとの応答関数を導出した。実験値とSCINFUL-QMDによる計算値を比較した結果、SCINFUL-QMDは、既存の応答関数計算コードよりも適切に実験値を再現できることがわかった。
明午 伸一郎; 執行 信寛*; 伊賀 公紀*; 岩元 洋介*; 木附 洋彦*; 石橋 健二*; 前畑 京介*; 有馬 秀彦*; 中本 建志*; 沼尻 正晴*
AIP Conference Proceedings 769, p.1513 - 1516, 2005/05
核破砕中性子源等のビームライン機器の設計に使用される核子・中間子輸送計算コードの計算精度検証のためには、薄いターゲットを用いた微分断面積測定データのみならず、厚いターゲットの実験が有効である。今回はKEKにおいて鉄ターゲットから生成される中性子スペクトルを測定した。実験はKEKの東カウンターホール内で行った。1.5GeV陽子を20cm厚の鉄ターゲットに入射し、生成中性子のスペクトルを飛行時間法により測定した。測定で得た結果とNMTC/JAMによる計算結果との比較を行った。計算は実験と全体的によい一致を示しており、特に重金属ターゲットに見られた過小評価は見られない。また媒質効果を考慮した核子・核子断面積を用いることにより、計算はさらに実験とよい一致を示し、最大でも50%以内の精度で予測できることがわかった。この結果は、鉄製機器の核特性評価を行ううえで本計算手法が十分な精度を有していることを示す。
佐藤 大樹; 佐藤 達彦; 遠藤 章; 山口 恭弘; 高田 真志*
NIRS-M-180, p.263 - 264, 2005/05
原研が開発を進めている液体有機シンチレータを用いた中性子モニタによる数百MeV中性子に対する線量評価法を確率するため、放射線医学総合研究所HIMACにてNE213液体有機シンチレータの応答関数測定を行った。800MeV/uのSiイオン及び400MeV/uのCイオンを厚い炭素ターゲットに入射させることにより、高いエネルギーの中性子を生成した。中性子の運動エネルギーは、飛行時間(TOF)法により決定した。中性子とともに生成される
線と荷電粒子イベントは、オフライン解析により除去した。得られた中性子の応答関数データは、シンチレータの応答を中性子線量に換算するG関数導出に利用されるSCINFUL-QMDコードの結果と比較された。両者は非常に良い一致を示した。
Liガラスシンチレータを組み合わせた広帯域エネルギー対応中性子検出器Kim, E.; 遠藤 章; 山口 恭弘; 吉澤 道夫; 中村 尚司*; Rasolonjatovo, D. R. D.*
日本原子力学会和文論文誌, 1(3), p.317 - 319, 2002/09
大強度陽子加速器施設の主な被ばく源による中性子の線量評価は、放射線安全管理上重要である。現在、中性子モニタリングではレムカウンタがよく用いられているが、レムカウンタは10MeV以上の中性子に対しては、感度が著しく低下する。そのため、より広いエネルギー領域において十分な感度を持つ中性子モニタの開発は不可欠である。本研究では、Liガラスシンチレータと有機液体シンチレータを組みあわせ、低エネルギーから100MeVまで線量測定可能な中性子検出器を考案し、設計した。そして、製作した検出器の応答特性を評価したので、これについて報告する。
Kim, E.; 遠藤 章; 山口 恭弘
Journal of Nuclear Science and Technology, 39(Suppl.2), p.693 - 696, 2002/08
大強度・高エネルギー陽子加速器施設では、熱エネルギー~数100MeVの連続スペクトルを持つ中性子に対する線量評価が重要である。本研究では、シンチレータ型広帯域用中性子モニタを開発するために、シンチレータの応答関数計算コードであるSCINFULコードに、検出器形状機能を追加して、任意の形状を持つシンチレータの応答関数計算用SCINFUL-CGコードを開発した。今回はSCINFUL-CGの改良内容及びSCINFUL-CGを用いた検出器の設計計算により製作した新型中性子検出器について発表する。
遠藤 章; Kim, E.; 山口 恭弘
JAERI-Data/Code 2001-027, 62 Pages, 2001/10
JAERI-Data-Code-2001-027.pdf:2.05MB
高エネルギー中性子スペクトル測定等に用いられている有機シンチレータに対する応答関数の計算には、モンテカルロコードSCINFULが広く利用されている。しかし、SCINFULの機能は、円柱形状のNE213及びNE110シンチレータに対する計算のみに限定されている。本研究では、SCINFULをもとに、幾何形状指定機能及び高エネルギー中性子に対する輸送断面積データを新たに組み入れた計算コードSCINFUL-CGを開発した。SCINFUL-CGでは、検出器形状の指定に、CG (Combinatorial Geometry)による幾何形状指定機能を拡張したMARS-CGを導入するとともに、CGで定義された領域ごとに中性子スペクトルを評価する機能を加えた。また、ガラスシンチレータの主成分である珪素及び酸素,検出器カバーのアルミニウムについて、LA150を用い、100MeVまでの中性子輸送計算の断面積データを組み込んだ。SCINFUL-CGの計算結果の妥当性は、SCINFUL及びMCNPによる計算結果との比較並びに中性子照射実験によって確認した。SCINFUL-CGは、高エネルギー中性子スペクトルメータ、中性子モニタの検出器の設計計算等において有効なツールになることが期待される。本報告書では、開発したコードの概要を述べるとともに、コードの使用方法について説明する。
Kim, E.; 遠藤 章; 山口 恭弘; 吉澤 道夫; 中村 尚司*; 潮見 大志*
Proceedings of 10th International Congress of the International Radiation Protection Association (IRPA-10) (CD-ROM), 6 Pages, 2000/05
大強度高エネルギー陽子加速器を利用した基礎科学研究、原子力開発が幅広く展開されようとしている。このような加速器施設では、熱~数100MeVの連続エネルギースペクトルを持つ透過力の強い中性子の線量評価が重要である。現在、中性子モニタにはレムカウンタがよく用いられるがレムカウンタは十数MeVまでしか感度がなく、また数eV
keVの領域では実効線量に対して過大評価を与える。そこで、以上の問題点を改善するため、有機液体シンチレータを用いて熱~100MeVまで線量評価可能な中性子モニタ開発に着手した。今回はSCINFULとCECILを用いてBC501Aシンチレータの応答関数とこれを線量に変換するスペクトル荷重関数(G関数)を計算した結果について報告する。
Kokooo*; 村田 勲*; 中野 大介*; 高橋 亮人*; 前川 藤夫; 池田 裕二郎
Fusion Technology, 34(3), p.980 - 984, 1998/11
原研FNSにおいて、バナジウム及びバナジウム合金に関するベンチマーク実験を行った。厚さ5~25cmの実験体系にパルス状D-T中性子を入射し、体系から漏洩してくる中性子のエネルギースペクトルを0度及び25度の2つの角度点において飛行時間法により測定した。中性子の検出効率は、ベリリウム及び黒煙からの漏洩中性子スペクトル、Cf-252の核分裂スペクトル、水素の弾性散乱を利用して実験的に、そしてSCINFULコードによる計算も併用して決定した。測定した中性子スペクトルは、MCNP輸送計算コード及びJENDL-3.2,JENDL Fusion File,EFF-3,FENDL/E-1.0の4種の評価済み核データファイルによる計算値と比較した。その結果、すべての計算値は実験値とおおむね一致した。
明午 伸一郎
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 401, p.365 - 378, 1997/00
被引用回数：60 パーセンタイル：95.79(Instruments & Instrumentation)7Li(p,n)反応から生成する25,30及び65MeV準単色中性子を用いてNE213の検出効率と応答関数を測定し、SCINFUL及びCECILコードによる計算値との比較を行った。その結果、SCINFULによる検出効率の計算値は実験値と実験誤差内で一致したが、CECILによる計算値は実験値に比べ20%大きくなることがわかった。この原因は、SCINFULで使用される炭素の荷電粒子放出断面積は実験値と良く一致するのに対し、CECILで使用される断面積は実験値より5倍以上も大きいためである。また応答関数の比較から、SCINFULによる重陽子の発光効率に問題があることがわかった。そこで、MurayとMeyerの経験則を用いて、陽子の発光効率から重陽子の発光効率を作成した。新しい発光効率を用いたSCINFULによる応答関数は、実験値をよく再現した。
