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論文

レーザー駆動中性子源を用いた中性子共鳴透過分析システムの実証

弘中 浩太; 伊藤 史哲*; Lee, J.; 小泉 光生; 高橋 時音; 鈴木 敏*; 余語 覚文*; 有川 安信*; 安部 勇輝*

第42回日本核物質管理学会年次大会会議論文集(インターネット), 4 Pages, 2021/11

中性子共鳴透過分析(NRTA)はパルス中性子源を用いてTOF測定を行うことで核物質を非破壊測定する手法であるが、小型・高精度化には短パルスな小型中性子源が必要となる。近年発展著しいレーザー技術を用いたレーザー駆動中性子源(LDNS)は、そのような中性子源として将来を期待されている。我々はLDNSを用いたNRTAの実現可能性を調べるため、大阪大学LFEXレーザーを用いて中性子TOF測定実験を行った。

論文

中性子共鳴吸収を利用する新しい即発$$gamma$$線分析

松江 秀明

ぶんせき, 2002(11), P. 645, 2002/11

https://ci.nii.ac.jp/naid/10010385365

多くの中・重元素は、熱外中性子エネルギー領域に原子核固有の大きな中性子共鳴吸収をもつ。加速器によって発生するパルス中性子ビームを利用し、中性子の飛行時間(TOF)と即発$$gamma$$線測定を組み合わせることによって、この共鳴吸収を利用した元素あるいは同位体分析が可能である。近年、このような試みがベルギー・ギールの欧州連合共同研究センターのGELINA実験施設及び日本の高エネルギー加速器研究機構の中性子科学研究施設で行われ、研究論文として報告された。本発表はこれらの研究論文の概要を日本分析化学会の学会誌である「ぶんせき」のトピックス欄において紹介するものである。

論文

Review on measurements of neutron resonance parameters and neutron capture cross sections for the fission product mass region in Japan

中島 豊

Proc. of a Specialists' Meeting on Fission Product Nuclear Data, p.147 - 161, 1993/00

核分裂生成核種の中性子共鳴パラメータと中性子捕獲断面積が日本原子力研究所と京都大学原子炉実験所の中性子飛行時間測定装置により測定された。この測定により、共鳴パラメータのエネルギー領域が大巾に拡大され、中性子捕獲断面積のくい違いが大きく縮少され、核分裂生成核種の捕獲断面積のデータが改善された。

報告書

Neutron transmission measurements on gallium in the resonance region

大久保 牧夫

JAERI-M 90-213, 15 Pages, 1990/12

JAERI-M-90-213.pdf:0.39MB

原研リニアックの飛行時間スペクトロメータを用いて、天然ガリウムの中性子透過率を測定した。共鳴解析を行い、10.4keV以下の54本の中性子共鳴につき、共鳴パラメータを得た。これより平均準位間隔D=185$$pm$$12eV、及びS波強度関数So=(1.2$$pm$$0.2)$$times$$10$$^{-4}$$を得た。この測定により、共鳴解析を行なった領域を、従来の5.9keVから10.4keVに拡張した。オーバラップしている領域では、従来の測定値とよく一致した。

論文

Neutron resonance parameters of $$^{1}$$$$^{8}$$$$^{3}$$W up to 1.1 keV

大久保 牧夫; 河原崎 雄紀

Journal of Nuclear Science and Technology, 21(11), p.805 - 813, 1984/00

https://doi.org/10.3327/jnst.21.805
 被引用回数：1 パーセンタイル：19.16(Nuclear Science & Technology)

$$^{1}$$$$^{8}$$$$^{3}$$Wの共鳴領域での中性子透過、散乱、捕獲の実験を分離アイソトープにつき、原研リニアックの47m飛行時間測定室で行った。散乱中性子及び捕獲ガンマ線の検出に、$$^{6}$$Liガラス及び$$^{7}$$Liガラスを対にして用いた。$$^{6}$$Liガラス透過率測定器、中性子束モニタも用いた。透過率データの解析により、1.1KeVまでの共鳴パラメータ、E,2g√nを求めた。平均準位間隔$$<$$D$$>$$,S波強度関数S$$_{0}$$は1.1KeV以下で、$$<$$D$$>$$=13.3$$pm$$1eV,S$$_{0}$$=(1.24$$pm$$0.22)$$times$$10$$^{-}$$$$^{4}$$であった。共鳴散乱及び捕獲の面積から、900eVまでの41本の共鳴スピンを決定した。この結果は準位密度分布の(2J+1)則を支持している。√$$gamma$$のスピン依存性が推測された。任意の2本の準位間に頻出する173eVの間隔につき考察を行った。

論文

Neutron resonance parameters and radiative capture cross sections of $$^{1}$$$$^{4}$$$$^{7}$$Sm and $$^{1}$$$$^{4}$$$$^{9}$$Sm

水本 元治

Nuclear Physics A, A357(1), p.90 - 108, 1981/00

原研リニアック55m飛行管を用いたサマリウム濃縮同位元素$$^{1}$$$$^{4}$$$$^{7}$$Sm(98.34%),$$^{1}$$$$^{4}$$$$^{9}$$Sm(97.82%)の全断面積と捕獲断面積の測定が行われた。測定器として3500l大型液体シンチレーション検出器、及び$$^{6}$$Li-ガラス検出器、$$^{1}$$$$^{0}$$B-NaI検出器が用いられた。$$^{1}$$$$^{4}$$$$^{7}$$Smでは2keV迄に(約250個)$$^{1}$$$$^{4}$$$$^{9}$$Smでは520eV迄に(約150個)のレベルに関してその共鳴パラメーターが求められ、得られた平均量は$$^{1}$$$$^{4}$$$$^{7}$$Sm 10$$^{4}$$So=4.8$$pm$$0.5 D=5.7$$pm$$0.5eV $$Sigma$$r=69$$pm$$meV $$^{1}$$$$^{4}$$$$^{9}$$Sm 10$$^{4}$$So=4.6$$pm$$0.6 D=2.2$$pm$$0.2eV $$Sigma$$r=62$$pm$$2meVである。又、keV領域での捕獲断面積が、5%~15%の精度で求められた。又、統計理論による計算値と実験値との間の差が互いに相関を持った中性子巾及び放射巾の影響によるものであるとして議論された。

報告書

実効中性子捕獲断面積計算プログラム

杉本 昌義; 水本 元治

JAERI-M 8724, 44 Pages, 1980/03

JAERI-M-8724.pdf:1.21MB

原研リニアックを用いた中性子飛行時間法による測定データから実効中性子捕獲断面積を計算する目的で作成された。データの処理解析は3つの段階(データ取得、データ準備、データ解析)から構成され、各別々のコンピュータで実行するシステムとなっている。本プログラムは3番目のデータ解析の中に含まれる。このシステム内では磁気ディスク・ファイルを活用し、他のプログラムとの入出力データのやり取りが行なわれている。プログラムはチャンネル・ブロック機能を含む最大8192チャンネルの生データ・スペクトル8個のセットを一度に処理しており、特に実効捕獲断面積を求めるべき入射中性子エネルギーの範囲が広い場合でもバック・グラウンドが精度よく決定されるよう意を用いている。

口頭

TIARA準単色高エネルギー中性子場の低エネルギー成分のスペクトル測定

増田 明彦*; 松本 哲郎*; 原野 英樹*; 吉富 寛; 谷村 嘉彦; 志風 義明; 倉島 俊; 清藤 一; 吉澤 道夫

no journal, , 

原子力機構高崎量子応用研究所・イオン照射研究施設(TIARA)のサイクロトロン加速器を用いて開発中の20MeV以上の高エネルギー中性子標準には、校正における本来の目的である高エネルギー単色ピークに加えて目的外の低エネルギー領域まで続く連続成分が混在している。この混在する連続成分は、校正において大きな不確かさの原因となり得る。そこで、連続成分のスペクトラルフルエンスを把握するため、2種類のシンチレーション検出器を使った中性子飛行時間(TOF)法を高度化するとともに、高エネルギー中性子場でのアンフォールディング法向けに放射化ボナー球スペクトロメーターを開発し特性を評価した。

口頭

中性子共鳴濃度分析法における中性子輸送系の開発

北谷 文人; 小泉 光生; 土屋 晴文; 高峰 潤; 呉田 昌俊; 原田 秀郎; 瀬谷 道夫; 堀 順一*; 佐野 忠史*

no journal, , 

原子力機構では、溶融燃料デブリや低除染燃料等の様々な核種が混在する試料から核物質を定量する手法として中性子共鳴濃度分析法(Neutron Resonance Densitometry(NRD))の開発を行っている。本手法は、中性子共鳴透過分析法(NRTA)と、中性子共鳴捕獲分析法(NRCA)の2つの手法を組み合わせたものでパルス中性子を利用したTime of flight(TOF)法により中性子エネルギーを分離するものである。本手法の適用にあたり、装置の小型化がどこまで可能であるかを見極めることが重要課題である。このために、飛行距離の短いTOF用中性子輸送系を試作し、その性能を調べた。

口頭

中性子共鳴反応を利用した核物質の非破壊測定技術の開発

土屋 晴文

no journal, , 

粒子状の溶融燃料デブリに含まれるウランやプルトニウム同位体を非破壊で定量することを目的として、中性子共鳴濃度分析法(NRD)の技術開発を進めてきた。NRDは、中性子共鳴透過分析法(NRTA)に中性子共鳴捕獲$$gamma$$線分析法(NRCA)、あるいは即発$$gamma$$線分析法(PGA)を組み合わせた技術である。NRDでは、中性子共鳴反応を利用してNRTAによりウランやプルトニウム同位体を測定するが、溶融燃料デブリには核物質以外の不純物(原子炉建屋の構造材や制御棒由来のボロンなど)が含まれていることが想定された。不純物の種類が不明であると、NRTAの測定精度が落ちる。そこで、NRCA/PGAにより、NRTAでは測定できない不純物を同定する。我々は、NRTAやNRCA/PGAが溶融燃料デブリに適用できるかどうかをベルギーの電子線加速器施設GELINAにおいて国際共同研究により、検証してきた。本発表では、2015年3月に実施されたNRDの原理実証デモ実験の結果を含む、NRDの開発に関連した共同実験の結果について報告する。

口頭

J-PARC MLFにおける高時間分解能中性子パルスを用いた$$^{244}$$Cm, $$^{246}$$Cmの中性子捕獲断面積の測定

川瀬 頌一郎; 木村 敦; 原田 秀郎; 岩本 信之; 岩本 修; 中村 詔司; 瀬川 麻里子; 藤 暢輔

no journal, , 

高レベル放射性廃棄物の減容化や放射能毒性低減のため、マイナーアクチノイドについての高精度な核データが必要とされている。キュリウムは代表的なマイナーアクチノイド核種の一つであり、特にキュリウム244は使用済核燃料の処理で問題となる主要な中性子源・崩壊熱源とされている。今回、J-PARC MLFの中性子核反応測定装置ANNRIを使い、キュリウム244および246の中性子捕獲断面積の中性子飛行時間法による測定を1$$sim$$1000eVのエネルギー領域について行った。シングルバンチ構造の中性子パルスを用いることで、以前のJ-PARCにおける測定に比べ、高いエネルギー領域まで中性子捕獲断面積データを得ることができた。本発表では、実験の概要、即発ガンマ線解析、中性子捕獲断面積の測定データ、そして過去の測定データや既存の核データと今回の測定結果の比較について報告する。

口頭

J-PARC・MLF・ANNRIにおける$$^{93}$$Nb中性子断面積測定と共鳴パラメータの導出

遠藤 駿典; 木村 敦; 中村 詔司; 岩本 修; 岩本 信之

no journal, , 

原子炉でも利用されているニオブ(Nb)の中性子断面積の高精度化を目指し、J-PARC・MLF・ANNRIにおいて、ゲルマニウム検出器およびリチウムガラス検出器を用いて、$$^{93}$$Nbの中性子捕獲断面積および全断面積の測定を行った。共鳴解析コードREFITを用いて$$^{93}$$Nbの共鳴パラメータを400eV以下の中性子エネルギー領域で導出した。

口頭

Development of a neutron resonance transmission analysis system using a laser driven neutron source

弘中 浩太; Lee, J.; 伊藤 史哲*; 小泉 光生; 高橋 時音; 鈴木 敏*; 余語 覚文*; 有川 安信*; 安部 勇輝*

no journal, , 

中性子共鳴透過分析(NRTA)はパルス中性子源を用いてTOF測定を行うことで核物質を非破壊測定する手法であるが、小型・高精度化には短パルスな小型中性子源が必要となる。近年発展著しいレーザー技術を用いたレーザー駆動中性子源(LDNS)は、そのような中性子源として将来を期待されている。我々は、LDNSを用いたNRTAの実現可能性を調べるため行った、大阪大学LFEXレーザーを用いた中性子TOF測定実験において、インジウム及び銀による中性子共鳴ピークを観測することに成功した。

口頭

レーザー駆動中性子源を用いた中性子共鳴透過分析システムの実証

弘中 浩太; Lee, J.; 伊藤 史哲*; 高橋 時音; 鈴木 敏*; 余語 覚文*; 有川 安信*; 安部 勇輝*; 小泉 光生

no journal, , 

中性子共鳴透過分析(NRTA)は、パルス中性子源を用いた中性子飛行時間測定により核物質を非破壊測定する手法であり、保障措置等の有用な手段として技術開発が進められてきた。NRTAを高いエネルギー分解能で実施するには、中性子源のパルス幅は短く、飛行距離は長い方が有利であるが、今後、NRTAの実用化を進めるためには、装置の小型化、すなわち、中性子源の小型化と飛行距離の短距離化が必要である。飛行距離を短くした上で高いエネルギー分解能を達成するためには、短パルスの中性子源が必要となる。近年発展著しいレーザー技術を用いたレーザー駆動中性子源(LDNS)は、これらの要求を満たす中性子源として将来を期待されている。我々はLDNSのNRTAへの適用可能性を実証するため、大阪大学で開発中のLDNSを用いて中性子透過実験を行い、核物質を模擬した試料の共鳴ピークを観測した。

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