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中山 梓介
核データニュース(インターネット), (133), p.88 - 99, 2022/10
第54回(2021年度)日本原子力学会賞論文賞の受賞対象となった論文の内容を紹介した。重陽子加速器を用いた中性子源の利用が様々な分野で提案されているが、その設計研究に適用できるだけの精度良い重陽子核反応データベースは、世界的に見ても整備されていない。この現状を受け、中性子源において重陽子ビーム照射標的の候補となる軽核(
Li, 
Be, 
C)に対する重陽子核反応データベースJENDL/DEU-2020を開発した。核反応データの評価には、これまでに開発してきた重陽子核反応用計算コードDEURACSにさらに改良を加えたものを使用した。また、データベースの精度検証のため、標的核種や入射重陽子エネルギーを変えた様々な条件において、粒子輸送計算コードを用いたシミュレーションを実施し、実験データとの比較を行った。その結果、JENDL/DEU-2020を用いることで、他の核反応データベースや輸送計算コードに内蔵された核反応モデルを用いた場合よりも、幅広い条件において実験データの予測精度が大幅に向上することが分かった。
中山 梓介; 岩本 修; 渡辺 幸信*; 緒方 一介*
Few-Body Systems, 63(1), p.4_1 - 4_6, 2022/03
被引用回数：0 パーセンタイル：0(Physics, Multidisciplinary)重陽子加速器を用いた大強度中性子源が理工学分野だけでなく医療応用に対しても提案されている。このような施設の設計には、重陽子入射反応に関する高精度かつ広範な核データが要求される。しかしながら、実験データのみを用いてこの要求を満たすことは困難である。そのため、実験データを内外挿して必要な核データを完備するために、理論計算が重要な役割を果たす。こうした状況の下、我々は重陽子入射反応用の計算コードDEURACSを開発している。本研究では、DEURACSの計算値を様々な実験値と比較することにより本コード内の理論モデルの妥当性を検証するとともに、重陽子入射反応を精度良く予測する上で分解過程の考慮することがいかに重要かを示す。
中山 梓介
JAEA-Conf 2021-001, p.65 - 70, 2022/03
重陽子は陽子と中性子からなる弱束縛系であるため、標的原子核との相互作用を通じて容易に分解し中性子を放出する。この性質を利用して、重陽子加速器を用いた大強度中性子源が理工学や医療分野において提案されている。こうした施設の設計研究には重陽子入射反応に関する高精度かつ広範な核データが必要となる。こうした背景の下、重陽子核データ評価に向け、重陽子の分解過程を考慮した重陽子入射反応用の計算コードDEURACSを開発してきた。DEURACSはこれまでに中性子および質量数4までの軽イオン、ならびに残留核の生成の解析に適用され、成功を収めている。本講演ではこれらの解析結果を示すとともに、重陽子入射反応の精度良い予測のためには分解過程を考慮することがいかに重要であるかを議論する。また、最近、DEURACSを使用してLi, Be, Cに対する入射エネルギー200MeVまでの重陽子核反応データベースJENDL/DEU-2020を開発した。JENDL/DEU-2020の概要を述べるとともに、モンテカルロ計算コードによるシミュレーションを通じて行ったJENDL/DEU-2020の検証結果についても示す。
中山 梓介; 岩本 修; 渡辺 幸信*; 緒方 一介*
Journal of Nuclear Science and Technology, 58(7), p.805 - 821, 2021/07
被引用回数：20 パーセンタイル：96.99(Nuclear Science & Technology)重陽子加速器を用いた高エネルギー中性子源の利用が様々な応用に対して提案されている。こうした中性子源の設計研究に資するため、Li, Be, Cに対する200MeVまでの重陽子核データライブラリJENDL/DEU-2020を開発した。JENDL/DEU-2020のデータの評価は、計算コードDEURACSを用いて特に中性子生成データに注意を払って行った。また、本評価に利用するに当たり、DEURACSにいくつかの改良を行った。評価データの検証はモンテカルロ輸送計算コードによるシミュレーションを通じて行った。その結果、JENDL/DEU-2020に基づくシミュレーション値は入射エネルギー200MeVまでの範囲で中性子生成に関する実験データを良く再現することが分かった。このことから、本ライブラリは多様な重陽子加速器中性子源の設計研究に大きく貢献すると期待される。
ZnO using polyethylene by accelerator neutrons塚田 和明; 永井 泰樹*; 橋本 慎太郎; 湊 太志; 川端 方子*; 初川 雄一*; 橋本 和幸*; 渡辺 智*; 佐伯 秀也*; 本石 章司*
Journal of the Physical Society of Japan, 89(3), p.034201_1 - 034201_7, 2020/03
被引用回数：2 パーセンタイル：22.16(Physics, Multidisciplinary)ポリエチレン遮へい中のZnOに、50MeV重陽子とBeによる(
)反応で生成した中性子を照射することで、
Ga, 
Ga, 
Zn、並びに
Cuの特異な生成を実験的に確認した。特に、ポリエチレン遮へい内で得られた収率は、遮へいなしの実験と比較して、約20倍の収量を示した。一方、鉛遮へい内の金属Zn試料の照射におけるGa, Ga, Zn、並びにCuの収量と、ZnO及び金属Zn試料の照射におけるCu, 
Ni及びZnの収量は、遮へいによる影響はほとんど受けていない。この実験結果は、遮へい条件を調整することで、中性子反応に限らず陽子反応を含む多様で大量の放射性同位元素を、一度の照射で同時に合成できるという加速器中性子の注目すべき特性を示すものである。また、PHITSコードを利用した生成量予測を試み、本実験結果と比較することで、本生成量の特異性について評価した。
中山 梓介
核データニュース(インターネット), (120), p.19 - 25, 2018/06
高精度の重陽子核データファイルの作成に向け、重陽子入射反応に特化した計算コードDEURACSの開発を行っている。日本原子力学会2018年春の年会での核データ部会・「シグマ」特別専門委員会の合同セッションにおいてDEURACSの現在までの開発状況や今後の展望等について発表したので、その概説を「核データニュース」誌に寄稿した。これまでの研究から、中性子源評価で重要となる軽核に対する
反応やトリチウム発生量評価で重要となる
反応をDEURACSで精度良く予測できるようになったこと、また、今後の展望として、中重核に対する核種生成断面積についても精度の良い予測ができるようDEURACS内の理論モデルを改良していく予定であること、等を述べた。
渡辺 幸信*; 金 政浩*; 荒木 祥平*; 中山 梓介; 岩本 修
EPJ Web of Conferences, 146, p.03006_1 - 03006_6, 2017/09
被引用回数：2 パーセンタイル：78.04(Nuclear Science & Technology)中性子源の設計のためには、重陽子入射反応に対する広範な核データが必要である。このため、我々はこれまでに、測定・理論モデルコード開発・断面積評価・医療用放射性同位体製造への応用、からなる重陽子核データに関する研究プロジェクトを立ち上げてきた。本プロジェクトの目標は重陽子ビームを用いた加速器中性子源の設計に必要となる200MeVまでの重陽子核データライブラリを開発することである。このプロジェクトの現状について報告する。
三枝 純; 吉澤 道夫; 谷村 嘉彦; 吉田 真; 山野 俊也*; 中岡 弘*
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 516(1), p.193 - 202, 2004/01
被引用回数：16 パーセンタイル：70(Instruments & Instrumentation)国産レムカウンタ3機種のエネルギーレスポンスを、熱中性子,15.2MeVまでの単色中性子,
Cf等のRI中性子線源について、モンテカルロ計算と実測により評価した。レスポンスの方向依存性及び線量当量レスポンスについても評価を行った。計算では、レムカウンタを構成する比例計数管,減速材,吸収材を詳細に模擬することにより、実測によるレスポンスとよく一致する結果が得られた。また、比例計数計数管内の
He充填気圧とエネルギーレスポンスとの関係について考察を行った。広いエネルギー範囲について得られたレスポンスの計算結果を用い、さまざまな中性子作業場においてこれらのレムカウンタを使用した際の、指示値と真の線量当量との差異についても検討を加えた。
中山 梓介
no journal, ,
重陽子は陽子と中性子が弱く結合した粒子であるため、他の原子核との反応の際に容易に分解し中性子を放出しやすい。この性質を利用し、重陽子加速器を高効率の中性子源として利用することが提案されている。これらの施設の工学的設計には包括的かつ高精度な重陽子核データが要求されるが、現状で唯一利用可能な重陽子核データファイルであるTENDLには実験値と乖離のある値が格納されているのが現状である。こうした状況の下、高精度の重陽子核データファイルの作成に向け、重陽子入射反応に特化した断面積計算コードDEURACSの開発を行っている。発表では、DEURACSの現在までの開発状況や今後の展望等を述べる。
中山 梓介; 岩本 修; 渡辺 幸信*; 緒方 一介*
no journal, ,
核融合炉材料の照射試験や医療用RIの製造に使用する大強度中性子源として、重陽子加速器を用いたものが提案されている。こうした中性子源の設計研究に資するため、軽核(Li-6,7, Be-9, C-12,13)に対する重陽子核反応データファイルJENDL/DEU-2020を開発した。また、本ファイルをPHITS等のコードで読み込んでシミュレーションを行い、その精度を検証した。その結果、JENDL/DEU-2020に基づいたシミュレーション結果はPHITS内の核反応モデルを用いたものよりも、厚い標的からの中性子収量の実測値を良く再現した。
中山 梓介; 岩本 修; 渡辺 幸信*; 緒方 一介*
no journal, ,
核融合炉材料の照射試験や医療用RIの製造に使用する大強度中性子源として、重陽子加速器を用いたものが提案されている。こうした中性子源の設計研究に資するため、軽核(Li-6,7, Be-9, C-12,13)に対する重陽子核反応データファイルJENDL/DEU-2020を開発した。また、本ファイルをPHITS等のモンテカルロ粒子輸送計算コードで読み込んでシミュレーションを行い、その精度を検証した。その結果、JENDL/DEU-2020を用いたシミュレーション結果は、TENDLの重陽子サブライブラリやPHITSに内蔵された核反応モデルを用いたシミュレーション結果よりも、厚い標的からの中性子収量の実測値を良く再現した。
橋本 慎太郎; 永井 泰樹*; 湊 太志; 塚田 和明
no journal, ,
加速器中性子源を利用したRI製造に関する研究は、医療用RIを安定供給するための重要な課題の一つである。我々は、(d,n)反応の中性子をサンプルに照射して生成されるRIを実験的に測定すると共に、PHITSと断面積データを用いた理論的な評価法を開発した。この様な中性子によるRI生成の実験例は過去に無く、実験と理論の比較は初めての試みとなる。理論値は実験体系をPHITSで模擬して求めた。PHITSによりサンプル中の粒子の減衰等を考慮することができる。また、Be(d,n)反応と放射化にそれぞれ実験値と評価済み核データ(JENDL-4.0/HE)を利用することで結果の信頼性向上を図った。実験では、ZnOサンプル中に、中性子反応による
Cuだけでなく、陽子反応による
Gaも検出された。PHITSと比較すると理論値が実験値を最大3倍の範囲で再現しており、十分な予言力があることがわかった。また、サンプルをエチレンブロックで囲んだ時にGa等の生成量が数10倍増加するという実験結果が得られたが、理論的にこの効果を再現することはできなかった。ブロックからの散乱線に関する核反応の再現性が原因だと考えられるため、その検討結果も報告する。
山本 和喜; 徐 平光; 岩本 ちひろ*; 高村 正人*; 大竹 淑恵*; 菖蒲 敬久
no journal, ,
構造材の材料開発においては、材料の遅れ破壊,疲労破壊及び腐食の原因となる残留応力の低減並びに損傷破断の防止が求められており、これらのオンサイト評価が極めて重要とされている。こうしたことから、理研では小型加速器中性子源(RANS)を用いた回折計を開発しており、オンサイト評価を想定した中性子回折実験の材料開発及び工法開発の適用性を調査している。小型中性子源には測定精度の向上、測定時間の短縮等さまざまな課題があり、これまで実験的に最適な条件を模索してきたが、2021年度より中性子輸送シミュレーションによる評価を開始したところである。PHITS及びMVPを用いてMcStas用の線源コンポーネントを開発した。このコンポーネントを用いて2019年に実施したFe材の回折実験の再現を試みたところ、そのシミュレーション結果は実験で得られた回折線の特徴をよく捉えたものであった。今後、本手法を向上させ、小型加速器中性子源のオンサイト評価に係る課題解決のツールとして利用したい。
