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論文

Thermal-neutron capture cross-section measurement of $$^{237}$$Np using graphite thermal column

中村 詔司; 遠藤 駿典; 木村 敦; 芝原 雄司*

KURNS Progress Report 2020, P. 94, 2021/08

https://www.rri.kyoto-u.ac.jp/PUB/report/PR/ProgRep2020/ProgRep2020.html

マイナーアクチノイド核種の一つである$$^{237}$$Npの熱中性子捕獲断面積の精度向上のために照射実験を行った。京都大学研究用原子炉(KUR)の黒鉛照射設備を用いて、放射化法にて行った。950Bqの$$^{237}$$Np試料、及び中性子束モニタとして、Au/Al合金線, Co, Sc, Mo, Ta箔のセットを一緒に、黒鉛照射設備にて、30分照射した。中性子束モニタの反応率を、Westcott's Conventionに基づき解析して、照射場が良く熱化されていることを確認した。$$^{237}$$Np試料の量は、放射平衡の関係にある$$^{233}$$Paのガンマ線収量から求めた。$$^{237}$$Np(n,$$gamma$$)の反応率は、試料量と生成された$$^{238}$$Npからのガンマ線の収量から求めた。$$^{237}$$Npの反応率を熱中性子束で割り込むことで、熱中性子捕獲断面積を導出する。

論文

Multiple prompt $$gamma$$-ray analysis and construction of its beam line

大島 真澄; 藤 暢輔; 木村 敦; 海老原 充*; 大浦 泰嗣*; 伊藤 泰男*; 澤幡 浩之*; 松尾 基之*

Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, 271(2), p.317 - 321, 2007/02

https://doi.org/10.1007/s10967-007-0210-5
 被引用回数：11 パーセンタイル：61.1(Chemistry, Analytical)

多重$$gamma$$線検出法を中性子放射化分析と組合せることにより、従来の放射化分析より優れた感度と分解能が得られることを実証した。われわれは今回多重$$gamma$$線検出法を即発$$gamma$$線分析に適用するために、原子力機構(旧原研)研究炉JRR-3の冷中性子ガイドホールに新たなビームラインを設置した。これはビームシャッター,ビーム減衰器,多重$$gamma$$線検出装置,試料交換機,ビームストッパーからなる。この分析のために最適化した高効率多重$$gamma$$線検出装置を建設中であり、その性能をモンテカルロシミュレーションコードGEANT4.5.0で評価した。

論文

FNCA研究炉利用ワークショップ(中性子放射化分析)に参加して

笹島 文雄

Isotope News, (602), p.26 - 27, 2004/06

http://ci.nii.ac.jp/naid/10013121194

平成16年1月12$$sim$$16日の期間、文部科学省の主催による2003年度FNCA研究炉利用ワークショップがベトナムダラトにて開催された。アジア原子力協力フォーラム(FNCA)は、日本が主導する原子力平和利用協力の枠組みで、日本,オーストラリア,中国,インドネシア,韓国,マレーシア,フィリピン,タイ,ベトナムの9カ国が参加して、研究炉利用,農業利用,医学利用,原子力広報などの8つの分野で活動している。このプロジェクトの一つである研究炉利用ワークショップの中性子放射化分析プロジェクトに参加し、その会議の目的と内容について紹介する。本原稿は、「Isotope News」誌の「モニタリングポスト」欄において、平成16年6月号(5月31日発行予定)に掲載される予定である。

論文

${it k}$$$_{0}$$法による中性子放射化分析

米澤 仲四郎; 松江 秀明

ぶんせき, 2004(2), p.75 - 82, 2004/02

https://ci.nii.ac.jp/naid/10012041893

比較標準試料を用いることなく、1または数個の中性子束モニターによって多元素を定量する${it k}$$$_{0}$$法が中性子放射化分析の定量法として注目されている。${it k}$$$_{0}$$法は中性子束モニターと元素の放射化に関与する核データを複合した${it k}$$$_{0}$$係数を使用して多元素を定量する方法で、中性子照射場と$$gamma$$線検出器を校正することにより4%の正確さで定量することができる。本稿では、${it k}$$$_{0}$$法の原理,分析方法、そして現状を紹介する。

報告書

Deposition of radionuclides and stable elements in Tokai-mura

上野 隆; 天野 光

JAERI-Data/Code 2003-004, 49 Pages, 2003/03

JAERI-Data-Code-2003-004.pdf:4.55MB

本報告書は、東海村における放射性核種(1993年9月-2001年3月)及び安定元素(1993年9月-1995年10月)の降下量のデータをまとめたものである。大気から地表面への放射性核種及び安定元素の移行を評価するため、降下物試料を1993年9月-2001年3月に原研構内(東海村)で高度別(地表面からの距離を1.5m,4m,10m)に設置した水盤にて月毎に採取した。採取された水盤試料は、蒸発濃縮による前処理を行い、得られた残渣試料を井戸型のGe半導体検出器による$$gamma$$線スペクトルメトリーにて7Be,40K,137Cs及び210Pbを定量した。その結果、降下物重量及びこれらの放射性核種の降下量には、春にピークのある明瞭な季節変化があることがわかった。降下量の相関解析により、これらの放射性核種は2つのグループに分けられることが示された。乾燥試料の一部が安定元素の放射化分析のためにJRR-4において中性子照射され、安定元素の降下量が評価された。

論文

Isotopic ratio of $$^{129}$$I/$$^{127}$$I in seaweed measured by neutron activation analysis with $$gamma$$-$$gamma$$ coincidence

藤 暢輔; 初川 雄一; 大島 真澄; 篠原 伸夫; 早川 岳人; 櫛田 浩平; 上野 隆

Health Physics, 83(1), p.110 - 113, 2002/07

https://doi.org/10.1097/00004032-200207000-00013
 被引用回数：10 パーセンタイル：54.86(Environmental Sciences)

$$^{129}$$Iは半減期が1.6$$times$$10$$^{7}$$yと非常に長く、一旦環境中に放出されると長い間環境にとどまり、人間に影響を与えるレベルに到達する恐れがあることで、その増加が懸念されている。大洗海岸より採取したカジメからヨウ素をPbI$$_2$$として抽出し、多重$$gamma$$線検出法を用いて$$^{129}$$I/$$^{127}$$Iの同位体比を測定した。その結果、その同位体比は$$(8 pm 4) times 10^{-10}$$という低い値であった。

論文

A High-sensitivity and non-destructive trace element analysis based on multiple $$gamma$$-ray detection

大島 真澄; 藤 暢輔; 初川 雄一; 早川 岳人; 篠原 伸夫

Journal of Nuclear Science and Technology, 39(4), p.292 - 294, 2002/04

https://doi.org/10.3327/jnst.39.292
 被引用回数：18 パーセンタイル：73.21(Nuclear Science & Technology)

多重$$gamma$$線検出法と中性子放射化分析を組合せて、新たな微量元素定量法を開発した。この定量法はpptまでの高感度と、49種までの多元素同時定量が可能である。招待講演において、この方法の原理と実証,さらに標準岩石試料,アレンデ隕石,環境中放射能$$^{129}$$I,地層試料などへの適用例を紹介する。

論文

Application of multiparameter coincidence spectrometry using a Ge detectors array to neutron activation analysis

初川 雄一; 大島 真澄; 早川 岳人; 藤 暢輔; 篠原 伸夫

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 482(1-2), p.328 - 333, 2002/04

https://doi.org/10.1016/S0168-9002(01)01510-8
 被引用回数：25 パーセンタイル：81.52(Instruments & Instrumentation)

核構造研究において顕著な成果を収めているゲルマニウム検出器系(クリスタルボール)を分析化学、特に中性子放射化分析法に応用して岩石試料中の微量元素の検出を試みた。一般に地質学的試料の中性子放射化分析では主要成分のナトリウムやマンガンからの放射線が強く微量成分の検出には化学分離などが必要であるが、クリスタルボールによって得られた2次元スペクトルにより非破壊で微量成分の検出に成功した。原研原子炉JRR-4気送管で標準岩石試料約100mgを10分間照射した後にゲルマニウム検出器系GEMINIを用いて$$gamma$$線測定を行った。得られた2次元マトリクスから$$gamma$$-$$gamma$$のコインシデンスを取り出し解析を行った結果、標準岩石試料JB-1a及びJP-1中に合計27元素を検出することができた。検出された元素の中ではJP-1中のEuがもっとも微量な成分でありその含有量は4ppbであった。

論文

多重$$gamma$$線検出法による中性子放射化分析の高度化

大島 真澄; 初川 雄一; 藤 暢輔; 早川 岳人; 篠原 伸夫

化学と教育, 49(9), p.552 - 553, 2001/09

https://ci.nii.ac.jp/naid/110008592462

試料を原子炉などからの中性子で照射して放射化し、それからの$$gamma$$線を計測して試料中の元素を定量するいわゆる中性子放射化分析は、その高感度のゆえにICP法などとともに広く行われている。従来は1台の$$gamma$$線検出器により測定して得られる1次元のスペクトルから核種の同定を行ってきた。しかしながら、放射性核種は平均して10本オーダーの$$gamma$$線を放出するので、少ない核種(元素)を含む試料では問題ないが、数十核種を含む試料では$$gamma$$線の本数は数百本以上に達し、これらをすべて分離することは不可能になる。これを回避する方法として、われわれは多重$$gamma$$線検出法を開発した。高校の先生を対象とする当雑誌において平易にその原理と適用例などを紹介する。

論文

多重$$gamma$$線分析による長寿命放射性同位体の測定

初川 雄一; 藤 暢輔; 大島 真澄; 早川 岳人; 篠原 伸夫; 櫛田 浩平; 上野 隆

KEK Proceedings 2001-14, p.193 - 194, 2001/06

$$gamma$$線の同時計測を行うことにより、高い検出感度を持つ多重$$gamma$$線分析法を用いて長寿命放射性核種の分析を行ったので報告する。多重$$gamma$$線分析は一般に複数の測定器からなるゲルマニウム検出器系を用いることにより行われており、その優れた検出感度により、加速器を用いたインビーム実験により原子核構造研究において顕著な業績を得ている。インビーム実験では大きな分岐を有する多数の$$gamma$$線の中から極微少な$$gamma$$線の分岐を検出することにより極限状態の原子核に関する情報を得ることが可能となり超変形や高励起状態の研究に活用されている。本研究ではこの極微少な$$gamma$$線を検出する能力を用いて長寿命放射性同位元素、特に$$^{129}$$Iの中性子放射化法による検出を行ったのでこれを報告する。また$$^{135}$$Cs(半減期2$$times$$10$$^{6}$$y)の検出についても検討を行ったので併せて報告する。

論文

Prompt $$gamma$$ neutron activation analysis with reactor neutrons

米澤 仲四郎

Non-Destructive Elemental Analysis, p.58 - 114, 2001/06

本稿では、即発$$gamma$$線中性子放射化分析(PGNAA)の原理及び特徴、実験装置、元素分析法及び応用について解説した。原理及び特徴の節では、分析に利用される中性子捕獲反応及び捕獲$$gamma$$線とPGNAAの特徴を解説した。実験装置の節では、装置を(1)炉内型、(2)ビーム型及び(3)ガイドビーム型に分類し、各型の代表的な装置を紹介するとともに、冷中性子源、中性子ガイド管、$$gamma$$線及び中性子の遮蔽等装置の設計に必要な情報を解説した。元素分析の節では、元素の分析感度及び検出限界特性、$$gamma$$線スペクトル干渉等元素分析の基礎事項と元素定量法を解説した。最後にPGNAAの各種分野への応用と中性子レンズ及び陽子加速器の核破砕中性子源を利用した新しい分析技術について解説した。

論文

Application of multidimensional spectrum analysis for neutron activation analysis

初川 雄一; 大島 真澄; 早川 岳人; 藤 暢輔; 篠原 伸夫

Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, 248(1), p.121 - 124, 2001/04

https://doi.org/10.1023/A:1010694512096
 被引用回数：6 パーセンタイル：44.09(Chemistry, Analytical)

原子核分光において用いられている多重$$gamma$$線分析法を放射化分析に応用することにより得られた成果を報告する。一般に中性子放射化分析法では主要成分からの$$gamma$$線が妨害となって微量成分からの微弱な$$gamma$$線を同時に測定することは困難である。そこで多くの場合、化学分離等の検出を行うことにより主要成分の影響を除いて微量成分の検出を行うが、そのために手間と時間がかかりさらに分離過程において誤差が生じる恐れがある。本研究室では多重$$gamma$$線測定から2次元マトリクスを作り26元素の非破壊同時定量に成功した。

論文

A High-sensitivity, non-destructive trace element analysis

大島 真澄; 藤 暢輔; 早川 岳人; 初川 雄一; 篠原 伸夫

JAERI-Conf 2001-002, p.532 - 534, 2001/03

https://jopss.jaea.go.jp/pdfdata/JAERI-Conf-2001-002-Part1.pdf

われわれは多重$$gamma$$線検出法と中性子放射法を組み合わせた新たな微量元素技術を開発した。多重$$gamma$$線検出法では、従来の$$gamma$$線検出に比べ1000倍の分解能が得られるので、化学分離などの操作を必要とせずに、49元素の同時定量が可能になった。また、バックグラウンドは大きく低減でき最高ppt(10$$^{-12}$$)オーダーの高感度が達成された。これまでは原子炉からの連続中性子利用してきたが、原研・KEK統合計画でパルス中性子ビームを用いることにより、適用元素が70まで拡がり、ミクロンオーダーの局所分析が可能になる。また、$$gamma$$線検出器を最適化して、0.01pptオーダーまで感度が上げられることを示す。

論文

Determination of metallic impurities in high-parity type IIa diamond grown by high-pressure and high-temperature synthesis using neutron activation analysis

金子 純一; 米澤 仲四郎; 春日井 好己; 角谷 均*; 西谷 健夫

Diamond and Related Materials, 9(12), p.2019 - 2023, 2000/12

https://doi.org/10.1016/S0925-9635(00)00357-5
 被引用回数：9 パーセンタイル：47.89(Materials Science, Multidisciplinary)

高圧高温合成法でつくられた高純度IIa型ダイヤモンド単結晶に含まれる金属不純物測定を熱中性子による中性子放射化法を用いて行った。高純度IIa型ダイヤモンド結晶からは数ppb以下のCr,Co,Au,Sbが検出された。IIa型ダイヤモンドの電気特性に対するこれらの金属不純物の影響はドナー、アクセプターとして振る舞う窒素、ホウ素と比較してほぼ無視できる量であった。一般的なIb型ダイヤモンド結晶からは、IIa型ダイヤモンド結晶で検出された元素以外にNi,Moが検出された。それぞれの結晶合成に使用された金属触媒の違いが、ダイヤモンド中の金属不純物の違いにつながった。

論文

中性子放射化法の高度化による微量49元素の同時定量; 2次元マトリクスによる新たな高感度核種分析法の応用

大島 真澄

Isotope News, (553), p.8 - 10, 2000/06

http://ci.nii.ac.jp/naid/10004563376

放射化分析において、放射性核種は平均して10本オーダーの$$gamma$$線を放出する。1台の$$gamma$$線検出器を用いる従来の放射性核種分析では、分解能は約1000分の1であるので、少ない核種を含む試料では問題ないが、数十核種を含む試料では$$gamma$$線の本数は数百本に達し、これらをすべて分離することは不可能になる。これらの弱い$$gamma$$線を定量するためには、一般に化学分離などの操作が必要となる。われわれは多重$$gamma$$線を多重$$gamma$$線検出装置を用いて同時計数測定する方法により、従来の1次元法に比べ1000分の1倍の百万分の1のエネルギー分解能が得られることを示した。これにより、どれほど多くの核種が存在しても、それらを完全に分離することが可能となった。この方法を中性子放射化分析に応用し、工業技術院地質調査所発行の標準岩石試料JB-1a及びJP-1試料の定量を行ったところ、化学分離等の処理なしに27核種の元素が同時に定量できた。また、同じ手法で49元素の同時定量が可能であることを明らかにした。多重$$gamma$$線検出法ではバックグラウンドが大幅に低減するため、微弱なピークの検出が可能になり、実に存在比10$$^{-9}$$(10億分の1)オーダーの核種の定量ができるようになった。以上の結果の紹介と現在計画している高度化などについて解説した。

論文

Non-destructive trace element analysis

大島 真澄

Look Japan, 5, p.30 - 31, 2000/06

1台の$$gamma$$線検出器を用いる従来の放射性核種分析では、分解能は約1000分の1である。放射性核種は平均して10本オーダーの$$gamma$$線を放出するので、少ない核種を含む試料では問題ないが、数十核種を含む試料では$$gamma$$線の本数は数百本に達し、これらをすべて分離することは不可能になる。これらの弱い$$gamma$$線を定量するためには、一般に化学分離などの操作が必要となる。われわれは多重$$gamma$$線を多重$$gamma$$線検出装置を用いて同時計測測定する方法により、従来の1次元法に比べ1000分の1倍の百万分の1のエネルギー分解能が得られることを示した。これにより、どれほど多くの核種が存在しても、それらを完全に分離することが可能になった。この方法を中性子放射化分析に応用し、工業技術院地質調査所発行の標準岩石試料JB-1a及びJP-1試料の定量を行ったところ、化学分離等の処理なしに27核種の元素が同時に定量できた。また、同じ手法で49元素の同時定量が可能であることを明らかにした。多重$$gamma$$線検出法ではバックグラウンドが大幅に低減するため、微弱なピークの検出が可能になり、実に存在比10$$^{-9}$$(10億分の1)オーダーの核種の定量ができるようになった。以上の結果の紹介と現在計画している高度化などについて解説した。

論文

多重$$gamma$$線検出法による微量元素分析の開発

初川 雄一; 大島 真澄; 早川 岳人; 藤 暢輔; 篠原 伸夫

放射化分析, (10), p.19 - 20, 2000/03

http://ci.nii.ac.jp/naid/110009481740

核構造研究において顕著な成果を収めている多重$$gamma$$線測定装置GEMINIを分析化学、特に中性子放射化分析法に応用して解説した。一般に中性子放射化分析では主要成分からの放射線が強く微量成分の検出には化学分離などが必要であるが、多重$$gamma$$線測定装置によって得られた2次元スペクトルにより化学分離などを行うことなく非破壊で微量成分の検出に成功した。標準岩石試料の測定においては同時に27元素の検出測定に成功した。検出できた最小成分はJP-1試料中のEuでその含有量は4ppbであった。これらの成果について述べたものである。

論文

Application of Multidimensional spectrum Analysis for analytical chemistry

初川 雄一; 早川 岳人; 藤 暢輔; 篠原 伸夫; 大島 真澄

CP495, Experimental Nuclear Physics in Europe, p.429 - 430, 1999/11

多重$$gamma$$線スペクトルは微少な$$gamma$$線を高感度で検出できるためこれを用いた研究は核物理、特に核構造研究において顕著な成果を収めてきた。本研究ではこれを分析化学、特に中性子放射化分析法に応用し、微量成分の検出を試み、多重$$gamma$$線スペクトルの分析化学への有用性を検証した。一般に地質学的資料は主要成分であるナトリウムやマンガンから生じる$$^{24}$$Naや$$^{56}$$Mnからの強い放射能のため微量成分の測定には化学分離などを行わなければならないが多重$$gamma$$線スペクトルの高い検出力を用いて非破壊検出を試みた。岩石標準試料はJRR-4で10分間照射され多重$$gamma$$線検出装置GEMINIによって$$gamma$$線測定が行われた。解析の結果岩石試料中の26元素の非破壊同時測定に成功した。特にBrは今までに検出されておらず初の検出に成功した。また検出された最小成分はEuの4ppbであった。

報告書

JRR-3M放射化分析設備による半減期秒オーダーの短寿命核種を利用する中性子放射化分析

米澤 仲四郎; 市村 茂樹; 黒沢 達也*; 松江 秀明

JAERI-Tech 98-046, 79 Pages, 1998/11

JAERI-Tech-98-046.pdf:2.62MB

JRR-3Mの放射化分析設備を使用し、半減期秒オーダーの短寿命核種を利用する中性子放射化分析(NAA)の基礎検討を行った。短寿命核種NAAで重要な高計数率$$gamma$$線測定法、照射カプセル材質、中性子束の変動等の基礎条件の検討を行い、(n,$$gamma$$)反応によって半減期0.7~100sの放射性核種を生成する20元素の分析感度と検出限界を測定した。本法ではSc,In,Dy,Hfが最も高感度であり、その検出限界は4.2~14ngであった。また、他の方法では定量が困難なFの検出限界が530ngと低いことから、本法を自動車用エンジン材料として注目されている窒化ケイ素中のppmレベルFの定量に応用した。単一照射法と繰返し照射法について検討を行い、窒化ケイ素中2$$mu$$g/g以上のFの定量法を確立した。さらにまた、本法で高感度な元素Se,Sc,Hf,In,Dyについて、各種標準物質等の分析に適用し、精度、正確さ及び検出限界を評価した。

論文

機器中性子放射化分析法による窒化ケイ素中痕跡フッ素の迅速定量

米澤 仲四郎; 黒澤 達也*; 松江 秀明

分析化学, 47(11), p.829 - 834, 1998/00

https://doi.org/10.2116/bunsekikagaku.47.829

短寿命核種の$$^{20}$$F(半減期11.1s)を測定する機器中性子放射化分析による、窒化ケイ素中こん跡Fの迅速定量法の検討を行った。分析は、JRR-3Mの放射化分析設備で5s照射し、7s後に10s放射能測定を行う単一照射法と、単一照射法を10min以上の間隙で5回繰返す、繰返し照射法により行った。単一照射法では窒化ケイ素中2$$mu$$g/g以上のFの定量が可能であり、さらに繰返し照射法では、単一照射法より検出限界が1/3~1/5以下に、また、定量精度も約1/3に改善された。照射中のFの蒸発及び妨害核反応によるNaの影響についても検討した結果、これらは無視できる程少ないことが分かった。本法によるOparl Glass及びOyster Tissue標準物質中のFの定量値は、定量値の誤差(5.2~5.9%)以内で認証値及び参考値と一致した。さらに、茶葉標準物中のFの定量も行った。また、本法の定量誤差に最も影響が大きいAl濃度とFの検出限界との関係も明らかにした。

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