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論文

High accuracy, high resolution $$^{235}$$U(n,f) cross section from n_TOF (CERN) from 18 meV to 10 keV

Mastromarco, M.*; Amaducci, S.*; Colonna, N.*; 木村 敦; 他118名*

European Physical Journal A, 58(8), p.147_1 - 147_13, 2022/08

https://doi.org/10.1140/epja/s10050-022-00779-7
 被引用回数：3 パーセンタイル：52.30(Physics, Nuclear)

The $$^{235}$$U(n,f) cross section was measured in a wide energy range (18 meV - 170 keV) at the n_TOF facility at CERN, relative to $$^6$$Li(n,t) and $$^{10}$$B(n,$$alpha$$) standard reactions, with a setup based on a stack of six samples and six silicon detectors placed in the neutron beam. A resonance analysis has been performed up to 200 eV, with the code SAMMY. A good agreement, within 0.5%, is found on average between the new results and the latest evaluated data files ENDF/B-VIII.0 and JEFF-3.3, as well as with respect to the broad group average fission cross section established in the framework of the standard working group of IAEA. However, some discrepancies, of up to 4%, are still present in some specific energy regions.

論文

Monte Carlo simulations and n-p differential scattering data measured with Proton Recoil Telescopes

Terranova, N.*; Aberle, O.*; Alcayne, V.*; 木村 敦; 他125名*

EPJ Web of Conferences, 239, p.01024_1 - 01024_5, 2020/09

https://doi.org/10.1051/epjconf/202023901024
 被引用回数：6 パーセンタイル：97.04(Nuclear Science & Technology)

The $$^{235}$$U(n,f) cross section from 20 MeV up to about 1 GeV has been measured relative to the $$^1$$H(n,n)$$^1$$H reaction. The neutron flux impinging on the $$^{235}$$U sample has been obtained by detecting recoil protons originating from n-p scattering in a C$$_2$$H$$_4$$ sample. Two Proton Recoil Telescopes (PRT), consisting of several layers of solid-state detectors and fast plastic scintillators, have been set at proton scattering angles of 25.07$$^{circ}$$ and 20.32$$^{circ}$$. Extensive Monte Carlo simulations were performed to characterize proton transport through the PRTs. In this work we compare measured data collected with the PRTs with a full Monte Carlo simulation based on the Geant-4 toolkit.

論文

Setup for the measurement of the $$^{235}$$U(n, f) cross section relative to n-p scattering up to 1 GeV

Manna, A.*; Aberle, O.*; Alcayne, V.*; 木村 敦; 他125名*

EPJ Web of Conferences, 239, p.01008_1 - 01008_5, 2020/09

https://doi.org/10.1051/epjconf/202023901008
 被引用回数：4 パーセンタイル：93.36(Nuclear Science & Technology)

The neutron induced fission of $$^{235}$$U is extensively used as a reference for neutron fluence measurements in various applications. However, no data exist on neutron induced fission of $$^{235}$$U above 200 MeV. The neutron facility n_TOF offers the possibility to improve the situation. The measurement of $$^{235}$$U(n,f) relative to the differential n-p scattering cross-section, was carried out with the aim of providing accurate and precise cross section data in the energy range from 10 MeV up to 1 GeV. In this measurements, recoil proton telescopes are used to measure the neutron flux while the fission events are detected and counted with dedicated detectors. In this paper the measurement campaign and the experimental set-up are illustrated.

論文

Uncertainty analyses of neutron cross sections for $$^{235}$$U in the resonance region

柴田 恵一

Journal of Nuclear Science and Technology, 42(1), p.130 - 133, 2005/01

https://doi.org/10.3327/jnst.42.130
 被引用回数：7 パーセンタイル：44.40(Nuclear Science & Technology)

種々の設計計算の精度評価のために、$$^{235}$$U中性子断面積の共分散(誤差)を共鳴領域で推定した。入射中性子エネルギーで平均された断面積の共分散を、最小自乗法を用い測定データから求めた。得られた共分散データは評価済核データライブラリーJENDL-3.3のデータと結合され、利用者が必要な共鳴領域断面積の誤差情報を提供することが可能となった。

報告書

熱外中性子検出によるTRACY超臨界実験の出力履歴の測定

中島 健; 柳澤 宏司; 三好 慶典

JAERI-Tech 2003-028, 31 Pages, 2003/03

JAERI-Tech-2003-028.pdf:1.38MB

TRACYを用いた超臨界実験における出力履歴を精度良く測定するために、熱外中性子検出による出力測定を試みた。熱外中性子の測定のために、カドミウム(Cd)被覆の$$^{235}$$U核分裂電離箱を使用し、中性子検出効率を向上させるための中性子減速材としてポリエチレンをCd被覆内に設置した。また、$$gamma$$線によるノイズの影響を低減するために鉛遮蔽体を設けた。測定結果を熱中性子検出器の結果と比較したところ、従来の熱中性子検出では中性子が検出器に到達するまでの飛行時間によって生じる時間遅れの影響により出力に歪みが生じ、また、出力ピーク値が減少することが明らかになった。出力ピーク値の減少率は、添加反応度1.5$の比較的ゆっくりとした出力変化の場合には約4%であったが、反応度が約3$の高速出力変化では、40%以上と大きくなった。

論文

Adjustment of total delayed neutron yields of $$^{235}$$U, $$^{238}$$U and $$^{239}$$Pu in JENDL-3.2 using benchmark experiments on effective delayed neutron fraction $$beta_{eff}$$

桜井 健; 岡嶋 成晃

Journal of Nuclear Science and Technology, 39(1), p.19 - 30, 2002/01

https://doi.org/10.3327/jnst.39.19
 被引用回数：6 パーセンタイル：39.04(Nuclear Science & Technology)

積分データを用いる断面積調整手法をJENDL-3.2の$$^{235}$$U,$$^{238}$$U,$$^{239}$$Puの遅発中性子収率の調整に適用し、収率の改善を行った。積分データとしては、高速炉臨界実験装置MASURCAとFCA及び熱中性子炉臨界実験装置TCAにおける合計6つの炉心で実施された$$beta_{eff}$$実験の結果を用いた。調整は、JENDL-3.2ファイル中の各入射中性子エネルギー点で与えられている遅発中性子収率に対して行った。調整の結果、$$^{238}$$Uの収率は7MeV以下でほぼ一様に約3%小さくなった。熱エネルギーにおいて、$$^{239}$$Puの収率は2.6%大きくなり$$^{235}$$Uの収率は0.9%小さくなったが、他のエネルギー点では、これら2つの核種の収率の調整量は0.3%未満であった。これら調整を行った収率を用いることにより、$$beta_{eff}$$計算値の誤差が低減し、$$beta_{eff}$$計算値が実験値により良く一致するようになった。

論文

First-order phase transition in UO$$_{2}$$; $$^{235}$$U and $$^{17}$$O NMR study

生嶋 健司; 筒井 智嗣; 芳賀 芳範; 安岡 弘志; Walstedt, R. E.; 正木 信行; 中村 彰夫; 那須 三郎*; 大貫 惇睦

Physical Review B, 63(10), p.104404_1 - 104404_11, 2001/03

https://doi.org/10.1103/PhysRevB.63.104404
 被引用回数：86 パーセンタイル：94.03(Materials Science, Multidisciplinary)

この研究は、協力的Jahn-Teller(J-T)物質UO$$_{2}$$に対するNMRについての報告である。この物質においては、f-電子系としては極めて異例の磁性サイト(U)と非磁性サイト(O)の両方に対するNMR信号を観測することができ、それぞれの視点からこの物質の物性を眺めると大変興味深い。磁性イオンに着目した$$^{235}$$U NMR実験は5f電子の電荷分布をおもにプローブするため、その転移は格子変形のみならず四極子の変化として検出される。一方、非磁性イオンの$$^{17}$$O NMR実験では、格子の変形のみが強く反映されるので、その一次転移はまさに格子歪みとして観測される。$$^{235}$$U NMRの観測成功は5f電子の局所的情報を見ることができる新たな実験手段として期待できる。また、$$^{17}$$O NMRで観測されたスピン・エコー振動現象から、UO$$_{2}$$の磁気構造が3次的であることがわかった。

論文

Isomeric yield ratios of $$^{134}$$I and $$^{136}$$I in the proton-, $$^{12}$$C- and $$^{19}$$F-induced fission of $$^{235}$$U, $$^{237}$$Np and $$^{238}$$U

篠原 伸夫; 塚田 和明; 市川 進一; 間柄 正明; 初川 雄一

Radiochimica Acta, 88(1), p.1 - 5, 2000/00

https://doi.org/10.1524/ract.2000.88.1.001
 被引用回数：1 パーセンタイル：11.91(Chemistry, Inorganic & Nuclear)

迅速化学分離装置SISAKを用いて、$$^{235}$$U,$$^{237}$$Np,$$^{238}$$Uの陽子、$$^{12}$$C及び$$^{19}$$F誘起核分裂で生成する短寿命ヨウ素核種を分離し、$$gamma$$線スペクトロメトリーによりこれら核種の相対的収率を測定して、核異性体収率比$$^{134m}$$I/$$^{134g}$$I及び$$^{136m}$$I/$$^{136g}$$Iを求めた。統計モデルを用いて測定値から核分裂片の角運動量を算出して、核分裂機構を考察した。軽イオンと重イオンによる核分裂の差異は、核分裂核の励起エネルギー及びN=82における球型閉殻構造によって説明できることがわかった。

論文

Nuclear magnetic moment of the first excited state (I=2$$^{+}$$) of $$^{238}$$U

筒井 智嗣*; 那須 三郎*; 中田 正美; 正木 信行; 佐伯 正克; 生嶋 健司*; 安岡 弘志*; 中村 彰夫

Journal of the Physical Society of Japan, 67(8), p.2641 - 2644, 1998/08

https://doi.org/10.1143/JPSJ.67.2641
 被引用回数：8 パーセンタイル：53.55(Physics, Multidisciplinary)

UO$$_{2}$$の$$^{235}$$U NMRと$$^{238}$$Uメスバウアー分光を行い、$$^{238}$$Uの第一励起状態のg因子を決定した。1.5Kでは$$^{235}$$U核位置において252.3$$pm$$0.5Tの内部磁場を生じ、$$^{238}$$U核は59.1$$pm$$3.9mm/sのゼーマン分裂を生じていることが明らかとなった。これらの結果から$$^{238}$$Uの第一励起状態(核スピン:I=2$$^{+}$$)におけるg因子の大きさがg$$_{ex}$$=0.254$$pm$$0.015$$mu$$$$_{N}$$と決定できた。また、$$^{238}$$Uメスバウアー分光から得られる内部磁場の大きさは磁気分裂(核のゼーマン分裂)1mm/sあたり4.27$$pm$$0.28Tであることが明らかになった。

論文

Observation of $$^{235}$$U NMR in the Antiferromagnetic state of UO$$_{2}$$

生嶋 健司*; 安岡 弘志*; 筒井 智嗣*; 佐伯 正克; 那須 三郎*; 伊達 宗行*

Journal of the Physical Society of Japan, 67(1), p.65 - 66, 1998/01

https://doi.org/10.1143/JPSJ.67.65
 被引用回数：16 パーセンタイル：80.43(Physics, Multidisciplinary)

5f電子を有するウラン化合物は非BCS超伝導などの特異な物性を示すことから、興味が持たれている。核磁気共鳴(NMR)は様々な物質の局所的な電子状態を知る有効な手段である。しかしながら、ウラン化合物に関してはウラン以外の原子核での間接的な実験しか行われていなかった。我々はUO$$_{2}$$が反強磁性状態で非常に大きな内部磁場が生じることを利用し、高濃縮の$$^{235}$$Uを用いたUO$$_{2}$$で$$^{235}$$UのNMRの信号を観測することに、アクチノイド元素で初めて成功した。その結果、UO$$_{2}$$中でウランの5f電子によって生じた内部磁場が252.3$$pm$$0.5Tであり、四極子相互作用が392$$pm$$11MHzであることが明らかとなった。このことは磁気秩序状態でUO$$_{2}$$の5f電子が$$Gamma$$5の基底状態をとり、それによって生じた電場勾配が存在することを示している。

論文

JENDLドシメトリー・ファイルに収納された$$^{93}$$Nb(n,n')$$^{93m}$$Nb及び$$^{199}$$Hg(n,n')$$^{199m}$$Hg反応の中性子断面積

桜井 淳

日本原子力学会誌, 39(3), p.231 - 236, 1997/00

https://doi.org/10.3327/jaesj.39.231
 被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Nuclear Science & Technology)

$$^{93}$$Nb(n,n')$$^{93m}$$Nb及び$$^{199}$$Hg(n,n')$$^{199m}$$Hg反応の中性子断面積及びコバリアンス・マトリックスの評価手順について詳細に記述してある。$$^{235}$$U核分裂中性子スペクトルに対する平均断面積は、$$^{93}$$Nb(n,n')$$^{93m}$$Nb反応に対して0.99、$$^{199}$$Hg(n,n')$$^{199m}$$Hg反応に対して0.86である。これらのデータは、JENDL Dosimetry File及びその改良版に収納されている。$$^{93}$$Nb(n,n')$$^{93m}$$Nb反応は、原子炉圧力容器のサーベイランス・ドシメトリーに有用である。$$^{199}$$Hg(n,n')$$^{199m}$$Hg反応は、臨界実験装置のような低い中性子束での照射場における高速中性子測定に有用である。特に、$$^{199}$$Hg(n,n')$$^{199m}$$Hg反応の評価済み中性子断面積は、評価済み中性子データファイルに初めて導入されたものである。

報告書

高速炉臨界集合体FCAにおける増殖性能指標$$^{238}$$U捕獲反応/$$^{239}$$Pu核分裂率比と$$^{238}$$U捕獲反応/$$^{235}$$U核分裂率比の測定と解析

桜井 健; 根本 龍男

JAERI-Research 95-054, 36 Pages, 1995/08

JAERI-Research-95-054.pdf:1.41MB

原研FCAに構築した1つのMOX燃料高速炉模擬体系と2つの金属燃料高速炉模擬体系において、増殖性能指標として重要な$$^{238}$$U捕獲反応/$$^{239}$$Pu核分裂率比(C8/F9)と$$^{238}$$U捕獲反応/$$^{235}$$U核分裂率比(C8/F5)の測定を箔放射化法により行い、セル平均の反応率比を実験誤差2~3%(1$$sigma$$)で求めた。解析はJENDL3.2核データライブラリーに基づくJFS3-J3.2群定数セットを用いて行った。さらに、用いた箔放射化自体の実験精度の確認を目的として、京都大学研究炉重水設備の標準熱中性子場においてC8とF5反応率を実験誤差1~1.5%で測定した。測定結果を、精度良く評価されている熱中性子断面積と熱中性子束より得た反応率(基準値)と比較した。FCAの3つの模擬炉心いずれにおいても、計算と実験値の比(C/E)は、C8/F9に関しては1.01~0.99であり、C8/F5に関しては1.02~1.01であった。標準熱中性子場におけるC8及びF5反応率の測定値は、それぞれ基準値と実験誤差内で一致した。

報告書

JENDLドシメトリーファイルに収納された$$^{93}$$Nb(n,n′)$$^{93m}$$Nbおよび$$^{199}$$Hg(n,n′)$$^{199m}$$Hg反応の中性子断面積

桜井 淳

JAERI-Research 94-005, 16 Pages, 1994/08

JAERI-Research-94-005.pdf:0.63MB

JENDL Dosimetry Fileに収納された$$^{93}$$Nb(n,n′)$$^{93m}$$Nbおよび$$^{199}$$Hg(n,n′)$$^{199m}$$Hg反応の中性子断面積およびコバリアシス・マトリックスの評価手順が詳細に記述されている。$$^{235}$$U核分裂スペクトル平均断面積のC/Eは、$$^{93}$$Nb(n,n′)$$^{93m}$$Nb反応に対して0.99であり、$$^{199}$$Hg(n,n′)$$^{199m}$$Hg反応に対して0.86である。

論文

Benchmark tests of principal fissile nuclide data in JENDL-3 with simple fast critical assemblies

D.Tian*; 長谷川 明; 中川 庸雄; 菊池 康之

Journal of Nuclear Science and Technology, 30(11), p.1087 - 1098, 1993/11

https://doi.org/10.3327/jnst.30.1087

高速炉に対するJENDL-3の主要核分裂核種($$^{239}$$Pu,$$^{235}$$U,$$^{233}$$U)の核データの適用性を検討するために一連のベンチマークテストを行い、9炉心の解析を行った。これらはいずれも単一物質からなる高濃縮燃料を用いた単純体系小型高速炉心である。臨界計算はANISNを用い、S$$_{16}$$P$$_{5}$$の近似で175群のVITAMIN-Jのエネルギー群構造で行った。本研究では、実効増倍率、炉中心の反応率比、漏洩スペクトルについて議論している。本研究からJENDL-3で採用されたしきい反応の2次中性子エネルギー分布表示の問題点が指摘され、その修正方法が提案された。修正されたJENDL-3.1によるベンチマークテストから、$$^{239}$$Puと$$^{235}$$U炉心については十分な精度で積分実験が再現されることが示された。$$^{233}$$Uについては再現性が悪く、核分裂スペクトルと非弾性散乱断面積に問題があることが明らかになり、JENDL-3.1改訂に対する提言がまとめられた。

報告書

核分裂箔を使用した反応率測定のための異なる検出器校正手法の比較実験

桜井 健; 根本 龍男; 大部 誠; 中野 正文; 小林 圭二*; 宇根崎 博信*

JAERI-M 93-153, 50 Pages, 1993/08

JAERI-M-93-153.pdf:1.31MB

高速炉臨界実験装置FCAにおいて$$^{235}$$U核分裂率と$$^{238}$$U捕獲反応率の絶対値およびこれらの反応率比を箔放射化法で測定するために、ゲルマニウム半導体検出器の校正実験を行い、実効的な$$gamma$$線計数効率を求めた。各計数効率の決定は、互いに独立な2種類の校正手法を使用して行った。校正に大きな系統誤差が含まれないことを検証するために、得られた計数効率間の比較を行った。$$^{235}$$U核分裂率に関しては、核分裂計数管を使用する校正手法と熱中性子断面積に基づく校正手法を適用した。$$^{238}$$U捕獲反応率に関しては、$$^{243}$$Am-$$^{239}$$Np線源を使用する校正手法と熱中性子断面積に基づく校正手法を適用した。相互比較実験の結果として、各反応率の絶対値を測定するため計数効率に関しては、校正手法間で1.5%以内の一致が得られた。反応率比を測定するための計数効率比に関しては、校正手法間で1%以内の一致が得られた。

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