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明午 伸一郎; 岩元 大樹; 松田 洋樹; 武井 早憲
Journal of Physics; Conference Series, 1021(1), p.012072_1 - 012072_4, 2018/06
被引用回数：0 パーセンタイル：0.11(Nuclear Science & Technology)J-PARCセンターで進めている核変換実験施設(TEF)では、加速器駆動システム(ADS)のためのターゲット開発を行うためにADSターゲット試験施設(TEF-T)及び未臨界炉心の物理的特性等を探索するための核変換物理実験施設(TEF-P)の建設を計画している。本セクションでは、TEF-Tの核設計評価、陽子ビーム輸送系及び付帯設備の検討を進めており、これらの現状については報告を行う。また、本セクションではTEF-Pへ10W以下となる微弱なビームを安定に供給するために、TEF-Tに入射する大強度の負水素ビームにレーザーを照射しレーザー荷電変換によるビーム取り出し法の技術開発を行っており、この現状について報告する。更に、施設の更なる安全のために、J-PARC加速器施設を用いて核反応断面積測定や弾き出し損傷(DPA)断面積の測定を行う予定としており、これらの現状についても報告する。
明午 伸一郎; 松田 洋樹; 岩元 大樹
Proceedings of 13th International Topical Meeting on Nuclear Applications of Accelerators (AccApp '17) (Internet), p.396 - 402, 2018/05
核変換実験施設の要素技術試験の一環として、加速器とターゲットステーションの隔壁となるアルミ合金製の陽子ビーム窓の寿命評価のためにアルミの放射化断面積を測定した。J-PARCの3GeV陽子シンクロトロンのビームダンプにアルミフォイルを設置し、0.4及び3GeV陽子を入射しAl(p,x)
Be, Al(p,x)
Na及びAl(p,x)
Na反応の断面積を測定した。J-PARCの加速器施設は、陽子ビームの強度モニタが高精度に校正されていること等により、既存の実験データより高い精度で断面積が測定できた。本実験結果と評価済み核データ(JENDL/HE-2007)の比較の結果、JENDL/HE-2007は最大で30
程度の違いはあるものの、概ね実験結果をよく再現することがわかった。PHITSコードよる計算との比較を行った結果、最新の核内カスケードモデルは、励起関数の形状は実験を再現するものの40程度の過小評価を与えることがわかった。PHITSに用いられている統計崩壊モデル(GEM)の代わりにオリジナルのGEMモデルを用いて計算したところ、実験との一致が改善することがわかった。他の核種の反応断面積測定を今後予定しており、これにより核データや核反応モデルの高度化が期待できる。
明午 伸一郎; 西川 雅章; 岩元 大樹; 松田 洋樹
EPJ Web of Conferences, 146, p.11039_1 - 11039_4, 2017/09
被引用回数：2 パーセンタイル：78.04(Nuclear Science & Technology)J-PARCセンターで進めている核変換実験施設(TEF)の要素技術試験の一環として、加速器とターゲットステーションの隔壁となるアルミからなる陽子ビーム窓の寿命評価のためにアルミの放射化断面積を測定した。実験では、J-PARCの3GeV陽子シンクロトロン(RCS)から出射するビームを用い、RCSのビームダンプにアルミフォイルを設置し、0.4GeV及び3GeV陽子を入射しAl(p,x)Be-7、Al(p,x)Na及びAl(p,x)Na反応の断面積を残留核から生成する
線の測定から導出した。さらに物質・生命科学実験施設内に設置されたミュオン生成用の炭素ターゲットから生成するガスを四重極質量分析器で分析し、炭素のガス生成断面積を測定した。J-PARCの加速器施設は、陽子ビームの強度モニタが高精度に校正されていること、陽子ビームがよくコリメートされていること、更に陽子エネルギが高精度に測定できること等により、既存の実験データより高い精度で断面積が測定できることがわかった。また、本測定で得られた結果と評価済み核データ(JENDL/HE-2007)の比較の結果、JENDL/HE-2007は最大で30程度の違いはあるものの、概ね実験結果をよく再現することがわかった。さらにTEFの核設計に用いられているPHITSコードよる計算結果との比較を行った。PHITSに最新の核内カスケードモデルによる計算は、概ね実験を再現するものの40程度の過小評価を与えることがわかった。本研究や今後の反応断面積測定により核データや核反応モデルの高度化が期待できる。
高貝 慶隆*; 古川 真*; 亀尾 裕; 松枝 誠; 鈴木 勝彦*
分析化学, 66(4), p.223 - 231, 2017/04
被引用回数：5 パーセンタイル：18.97(Chemistry, Analytical)2つ以上の異なる原理による濃縮法や分離法を結合したカスケード濃縮分離法は、分析機器の感度と分析性能を飛躍的に向上させることができる。本論文では、東日本大震災による東京電力福島第一原子力発電所事故を発端として開発されたカスケード濃縮分離法を内蔵したICP-MSによる放射性ストロンチウム(
Sr)分析法について論じた。併せて、本分析法の特徴である混合ガス効果、内標準補正シグナル積算法、スプリットラインを利用する定量と回収率の同時測定法などについて総説した。これらを統合して使用する本分析法のSrに対する検出下限値は、20分程度の測定で0.056ppq(0.28Bq/L)が達成可能である。また繰り返し分析精度(n=10)は、10ppq(50Bq/L)に対して相対標準偏差2.9%が得られる。
佐藤 達彦
放射線, 31(4), p.313 - 318, 2005/10
高エネルギー加速器施設の作業員,航空機の乗務員及び宇宙飛行士に対する被ばく線量評価では、20MeV以上の高エネルギー中性子による被ばくが問題となる。このような背景から、高エネルギー中性子の輸送を扱える計算コードが幾つか開発され、線量評価に利用されている。本報告では、それらの計算コード開発の現状について解説し、その使用時における留意点や、今後解決すべき課題について整理する。
前田 裕司*; 松本 徳真; 加藤 輝雄; 須貝 宏行; 大塚 英男*; 左高 正雄
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 232(1-4), p.312 - 316, 2005/05
被引用回数：1 パーセンタイル：14.45(Instruments & Instrumentation)本研究は原子力材料での照射効果の機構を理解するために、重要な研究課題の一つであるカスケード損傷の構造を明らかにすることを目的としている。照射欠陥の生成や回復などの過程はこれらを凍結することでその素過程を調べることができるため、極低温での実験が不可欠である。しかし、このような低温での研究の報告例は少ない。また、微小サイズの照射欠陥を調べるには電子顕微鏡でも困難であり、最も有力な測定方法としてX線散漫散乱法がある。X線散漫散乱はブラック角近傍のX線の散乱である。本報告は低温のままで重イオン照射とX線回折ができるクライオスタットを開発し、これを用いてX線散漫散乱の測定による照射欠陥の解析をしたものである。実験はNi単結晶試料にタンデム加速器の127MeVのヨウ素イオン(I
)を16Kの温度で照射し、35K以下の温度でX線散漫散乱の測定を行った。その結果、散漫散乱強度はqをブラック角からのずれとして、q
乗及びq
乗の依存性が観測された。これは、生成された欠陥は点欠陥だけではなく、クラスターも形成していることを示すことから、カスケード損傷の形成を示唆するものである。また、室温までの焼鈍により、クラスターは格子間原子型では成長し、空孔型では変化しないことがわかった。
n cascades in tokamaksKonovalov, S. V.; Mikhailovskii, A. B.*; Shirokov, M. S.*; 小関 隆久
Physics of Plasmas, 11(5), p.2303 - 2306, 2004/05
被引用回数：11 パーセンタイル：34.74(Physics, Fluids & Plasmas)トカマクにおけるアルフェンカスケード問題における熱プラズマの局所的密度勾配の効果を理論的に解析した。アルフェンカスケードモードは、円柱モデルを理論的に示し、Breizmanらによって示されたトロイダルMHD効果より大きいことを明らかにした。このため、イオンの軌道幅より密度勾配の局所性が十分小さい場合は、熱プラズマ密度勾配の役割が支配的である。
久保山 智司*; 新藤 浩之*; 平尾 敏雄; 松田 純夫*
IEEE Transactions on Nuclear Science, 49(6), p.2684 - 2689, 2002/12
被引用回数：10 パーセンタイル：54.86(Engineering, Electrical & Electronic)半導体デバイスにおける放射線劣化は、NIEL(Non-Ionization Energy Loss)を用いてバルク損傷の生成に費やされるエネルギーの関数として表されている。本研究では照射によって導入される損傷を明確にするために、評価試料として電荷結合型デバイス(CCD)を用い、電子1
3MeV, 陽子80MeV、及び重イオン(56MeV-N, 5MeV-Ne, 150MeV-Ar, 323MeV-Kr)の照射を行い、ピクセルごとの暗信号を計測した。その結果、電子線照射では小さなエネルギーの一次はじき出し原子(PKA)しか生成できないために孤立した点欠陥が形成され、しかもその大部分は欠陥同志の再結合によって消滅するため、NIELとして与えられたエネルギーの内安定な欠陥に結びつく比率が極端に低くなることがわかった。一方、陽子/重粒子では、電子で発生する欠陥と同じ欠陥に加えて、高エネルギーのPKAによりカスケード損傷が起こり局所的に欠陥クラスターが形成されることがわかった。CCDを使用した照射実験の解析から、NIELとバルク損傷の比例関係が成立しない原因が明らかになった。
奈良 寧; 大塚 直彦*; 大西 明*; 仁井田 浩二*; 千葉 敏
Physical Review C, 61(2), p.024901_1 - 024901_19, 2000/02
被引用回数：295 パーセンタイル：99.34(Physics, Nuclear)ハドロンの共鳴とストリング描像に基づくハドロンカスケードモデルを構築し、AGSエネルギー領域(10AGeV程度)におけるp+BeからAu+Auの相対論的核反応の質量依存性の研究を行った。ハドロンの2次散乱の重要性を調べるために、カスケードモデルとGlauberモデル計算を行い、生成するハドロンの縦方向運動量分布とラビディティー分布を実験値と比較した。その結果カスケードモデルが一連の実験値を統一的に説明できることがわかった。また、縦方向の高運動量テールと生成する粒子の多重度を説明するためには2次散乱が重要であることが判明した。
線スペクトロメトリにおけるコインシデンス・サム効果の簡単な補正法渡邊 鐶*; 吉田 真; 大井 義弘; 滝 光成; 間辺 巖
Radioisotopes, 48(11), p.32 - 36, 1999/11
原子力施設においては、放射性物質のモニタリングのために、ゲルマニウム検出器を用いた線スペクトロメトリがよく行われている。検出器にカスケードに放出される線が同時に検出されると、コインシデンス・サムピークと呼ばれる擬似ピークがパルス波高分布中に観測される。コインシデンス・サム効果の補正に関して幾つかの報告があるが、そのほとんどはルーチン測定に適用することが困難である。この補正を容易に行うために、著者らによって与えられたピーク・トータル比の実験式を用いる方法を提案する。本方法によって補正された全吸収ピークの強度は、全計数効率を用いて補正された値とよく一致した。
not registered
PNC TJ1603 98-002, 85 Pages, 1998/03
動力炉・核燃料開発事業団東海事業所放射線保健室には、高純度ゲルマニウム半導体検出器(HPGe検出器)による肺モニタが2台、低エネルギー用の高純度ゲルマニウム半導体検出器(LEGe検出器)が4台設置されており、ヒューマンカウンターとして使用されている。これらの検出器は分解能が極めて高く、内部被曝事故の発生時において迅速に摂取された核種を特定することが可能である。対外計測法による内部被曝線量評価には検出効率の情報が不可欠である。検出効率の校正は水ボックスファントムを使用して行うが、個人の体格差による補正は行われていない。しかし、広範囲の内部被曝事故に備える原子力防災対策の観点から、成人男性の標準体型との違いが大きい子供、女性、外国人に対して内部被曝線量の適切な評価が可能な測定方法が望まれてきた。さらに、水ボックスファントムは均一分布を前提としており、実際の人体内における不均一な線源分布に対する正確な校正は不可能であった。相対測定法による崩壊率決定の信頼性の向上には、計算ファントムや身長・体重を簡便な個人情報とする補正法が提案されている。これに対して本委託研究ではHPGe検出器の高い分解能に着目し、測定された線スペクトルの光電ピークと全計数から、線同時計測の原理の応用による崩壊率絶対測定法を提案した。本研究の目的は、HPGe検出器を使用し線同時計測による体内放射能絶対測定法を確立するための検討を行い、不均一分布に対応可能な測定法について基礎研究を行うことにあった。そこで線カスケード崩壊核種を対象として、1台の検出器を使用する線サムピーク法および複数の検出器を使用する-同時計測法を試み、実験値が理論値とよい一致を示すことを確かめた。さらに、均一および不均一な分布線源測定、角度相関、複雑な崩壊形式の核種に対して理論の拡張を行った。特に-同時計測法では、偶然同時計数による影響を測定で得られた情報のみから補正できるため、高い計数率においても実験値は真の崩壊率とよい一致を示した。さらに複合線スペクトルにおいて線カスケード崩壊核種の崩壊率から、他核種の崩壊率決定を試みた。これらの基礎研究により本測定法が体内放射能測定に広く適用できることが確かめられた。
遠藤 章; 原田 康典
KURRI-KR-30, p.48 - 53, 1998/00
原研電子リニアック施設において、空気及びコンクリート遮蔽体中に生成される放射性核種の濃度、化学形等について調べた結果をまとめた。高エネルギー制動放射線の光核反応により空気中に生成される
C,
N,
Oの濃度、化学形を測定するとともに、化学反応シミュレーションモデルを開発し、実測データの解析を行った。その結果、核種の化学形に影響する因子、化学組成の時間変化等を明らかにした。また、コンクリート遮蔽体中の線放出核種濃度を測定し、制動放射線及び光中性子による生成核種の分布の特徴を明らかにした。以上の結果から、高エネルギー電子加速器施設における作業者等の被ばく防護、施設のデコミッショニングの観点で重要な知見を得た。
奈良 寧; 大塚 直彦; 大西 明*; 丸山 智幸
Progress of Theoretical Physics Supplement, (129), p.33 - 37, 1997/00
高エネルギー重イオン反応(核子当たり約10GeV)で生成される高温高密度核物質の熱的性質の時間発展をシミュレーションを用いて研究した。これまで、すべての観測されているバリオン共鳴状態(
,
,N)を陽にシミュレーションに入れても、入れなくても、実験値はよく再現することが知られていた。しかし、我々は自由度が大きくなると重イオン反応のメカニズムは大きく変わり、たとえば生成される状態の温度はまったく違うことを発見した。
高田 弘
原子核研究, 41(3), p.39 - 47, 1996/06
68MeV陽子を厚いC、Au及びCuターゲットに入射した場合の中性子スペクトルについて、NMTC/JAERIとMCNP-4Aから成る高エネルギー核子・中間子輸送計算コードシステムを用いて、前平衡過程を導入した場合(3STEPオプション)と反射・屈折及び媒質効果を考慮した核子・核子散乱断面積による原子核の平均場の効果を導入した場合(ISOBARオプション)の2通りの解析計算を行った。3STEPオプション計算は45°より後方では全エネルギー範囲について実験と良く一致したが、0°~30°方向では20MeV以上の中性子放出を実験よりも極端に大きく評価した。一方、ISOBARオプション計算は、3STEPオプション計算に生じた前方角度の不一致を良く改善し、後方角度でも実験とかなり良く一致した。この結果、原子核の平均場の効果を考慮することにより、NMTC/JAERI-MCNP-4Aコードシステムの計算精度の向上が確認できた。
義澤 宣明*; 石橋 健二*; 高田 弘
Journal of Nuclear Science and Technology, 32(7), p.601 - 607, 1995/07
被引用回数：27 パーセンタイル：90.46(Nuclear Science & Technology)核内カスケード・蒸発モデルに基づく核破砕反応計算コード(HETC)に励起子模型を用いた前平衡計算を導入し、HETC-3STEPとした。(p,xn)反応二重微分断面積について、運動源モデルによってカスケード、前平衡及び蒸発の3成分に分離された種々の実験データを各成分毎に良く再現できるように励起子の遷移確率と前平衡過程打ち切り条件のパラメータを決定した。このパラメータを用いたHETC-3STEPによる計算を行い、Al以上の原子核について種々の入射エネルギーに対する放出中性子二重微分断面積データと比較を行った。この結果、前平衡計算の導入によって入射エネルギー20~100MeVの範囲で、これまで過小評価していた後方への中性子放出を改善し実験と良い一致が得られるようになった。
山西 敏彦; 奥野 健二
JAERI-Research 94-020, 22 Pages, 1994/10
JAERI-Research-94-020.pdf:0.79MB
フィードバック流れを持つ深冷蒸留塔から構成される2塔カスケードの制御手法を提案した。先頭の塔は、プラズマからの排出ガスを処理し、高純度のトリチウムを塔底から精製する。2番目の塔は、先頭の塔の塔頂流と、ブランケット及び水処理システムからのトリチウムを含んだ軽水素ガスを処理する。塔の塔頂及び塔底流量は、フィード組成の変化に対して、製品純度を保つように調整する。フィード組成のステップ変化に対する比例積分(PI)コントローラのパラメータ設定手法を提案した。先頭の塔では、塔頂流中のDTモル分率あるいは塔底流中のTの原子分率が制御因子となりうる。制御の迅速性からは、塔頂流中のDTモル分率を制御因子として選ぶことが望ましいが、この場合、制御因子測定のための遅れ時間は極めて短くなければならない。2番目の塔に対しては、塔頂流中のHTモル分率を制御因子とすることで安定な制御が可能である。
山西 敏彦; 榎枝 幹男; 奥野 健二
JAERI-Tech 94-011, 32 Pages, 1994/07
ITER規模の核融合炉における燃料サイクルのための深冷蒸留塔カスケードを提案した。カスケードは3本の塔からなり、以下の重要な特長を持っている。カスケードを構成するすべての塔に対し、塔底あるいは塔頂流どちらかがより重要である。サイドカット流を、製品あるいは下流の塔のフィード流としていない。塔間のリサイクル流がない。カスケードを構成する各々の塔に対して、制御系を設計した。重要な製品流中の鍵となる成分を選択し、その成分の分析手段を提案した。設計した制御系は、鍵となる成分の分析が遅れ時間なく可能ならば安定である。一つの解析による重要な結論として、制御系を安定させるために許される分析時間が約30分であることが判明した。ガスクロマトグラフにより、水素同位体の分析を30分間で行うことは可能であり、制御系の分析手段として用いられることは可能である。
高田 弘; 石橋 健二*; 義澤 宣明*; 中原 康明
Journal of Nuclear Science and Technology, 31(1), p.80 - 82, 1994/01
被引用回数：1 パーセンタイル：26.96(Nuclear Science & Technology)核破砕反応計算コードの計算精度を検証する目的で、入射エネルギー25~1600MeVの場合のZrとPbターゲットにおける(p,xp),(p,xn)反応の二重微分断面積についてベンチマーク計算を行った。計算では、核内カスケード・蒸発モデルに基づくNUCLEUSとエキシトンモデルにより前平衡過程を解析できる機能を加えたHETC-3STEPを用いた。前平衡過程の解析では、核反応に伴うエキシトン数の遷移確率を2.5倍粒子放出方向をほぼ等方にする等の修正が加えられている。計算の結果、NUCLEUSは入射エネルギーが256MeV以上では実験結果を比較的良く再現するが、入射エネルギーが160MeV以下では後方への粒子放出を過小評価することがわかった。一方、HETC-3STEPは、この後方における過小評価を改善し、全入射エネルギーに互り、実験結果を良く再現した。ただし、前方の準弾正散乱とそれに続く連続成分については、両コードとも実験を再現できなかった。
高田 弘; 中原 康明; 西田 雄彦; 石橋 健二*; 義澤 宣明*
Proc. of NEA/NSC Specialists Meeting on Intermediate Energy Nuclear Data:Models and Codes, 0, p.121 - 136, 1994/00
核内カスケード蒸発モデルに基づく核破砕反応計算コードNUCLEUSとこれに前平衡過程を加えたHETC-3STEPを用いて25~1500MeVの中間エネルギー領域における(p,xn)及び(p,xp)反応の二重微分断面積に関するベンチマーク計算を行った。256MeV以上では、両コード間にパラメータの違いによる蒸発成分の差が見られるものの、両コードとも実験と良い一致を示した。エネルギーが下がるにつれてNUCLEUSは後方への粒子放出を1桁以上過小評価したが、HETC-3STEPはこの過小評価を改善し、実験と良く一致した。この結果、前平衡過程の導入は、低いエネルギー領域での核内カスケード蒸発モデルの計算精度を向上させることがわかった。但し、クラスター粒子の前方ピーク成分については、HETC-3STEPでも実験結果を全く再現できなかったので、更にモデルを改良する必要がある。また、核種生成断面積については現状で、計算は実験と2倍内の差で一致することがわかった。
田次 邑吉
Radiat. Eff. Defects Solids, 129, p.69 - 75, 1994/00
先ず、金属中に高エネルギーのイオン(3keV)が投入された場合の、原子はじき出しカスケードの計算機シミュレーションの結果が示され、非等方な運動量が緩和されて行く過程を解析する。更に、カスケード過程で、はじき出される電子が持つ、古典的な運動量が、欠陥の生成、あるいは、焼なましに寄与する可能性につき議論し、分子動力学的シミュレーションにどのように、その効果を組み込むかを、運動量輸送のためのボルツマン方程式を利用する方法を提案する。
