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論文

Calculation of low-energy electron antineutrino spectra emitted from nuclear reactors with consideration of fuel burn-up

Riyana, E. S.*; 須田 翔哉*; 石橋 健二*; 松浦 秀明*; 片倉 純一*; Sun, G. M.*; 片野 好章

Journal of Nuclear Science and Technology, 56(5), p.369 - 375, 2019/05

原子炉は主に核分裂片のベータ崩壊チェインから多数の反電子ニュートリノを生成し、それらのニュートリノは主にMeV程度のエネルギーを有することが知られている。一方、エネルギーkeV程度の低エネルギーニュートリノは燃料の燃焼の情報を含むと考えられ、その低エネルギーニュートリノは計測技術の進歩により将来的に測定可能になる可能性がある。そこで、著者らはkeV領域の低エネルギーニュートリノの生成に注目した。本研究では、典型的なPWRとその他の型の原子炉について低エネルギーニュートリノスペクトルを示し、それらは燃料の燃焼に従って低Q値をもつ核種が蓄積されるにつれて生成が増えることを示した。

論文

Analyses of streamed neutron spectra at TIARA using DUCT-III

増川 史洋; 中野 秀生*; 中島 宏; 笹本 宣雄; 田山 隆一*; 林 克己*; 秦 和夫*

Journal of Nuclear Science and Technology, 41(Suppl.4), p.46 - 49, 2004/03

DUCT-IIIは、ダクト内の散乱線束の空間-エネルギー分布を表す秦の式に基づくもので、大強度陽子加速器施設(JPARC)の遮へい設計のために開発された高エネルギー中性子ストリーミング簡易計算コードである。本コードの精度検証の一貫として、DUCT-III を2回屈曲を持つTIARA迷路におけるストリーミング中性子スペクトル測定の解析に適用した。DUCT-IIIは測定された中性子スペクトル及びモンテカルロ計算を十分によい精度で再現し、線量評価には十分に適用可能であることを確認できた。ただし、DUCT-III,モンテカルロ計算ともに、熱中性子に関してはファクタ2, 3で測定値を過大評価した。

論文

さまざまな中性子スペクトルに対する中性子線量計の応答評価

三枝 純; 吉澤 道夫; 谷村 嘉彦; 吉田 真

Radioisotopes, 51(1), p.26 - 33, 2002/01

2001年4月の放射線防護法令の改正において中性子のフルエンスから実用量への換算係数が変更された。このため代表的な線量計について、法令改正に伴う影響を考察したが、線量換算係数の変更により、線量当量レスポンスの形はあまり変わらないことがわかった。また、各種の線量計を、さまざまなスペクトルを有する場において使用した場合に得られる指示値と真の線量当量との比について検討した。その結果、Cf-252線源を用いて校正した線量計を、さまざまなスペクトルを有する場において使用した場合、指示値と真の線量との比が1~2の範囲にあるのは、代表的なレムカウンタで23~77%、各種個人線量計で9~82%程度であることが判明した。

論文

トカマクプラズマにおけるアルヴェン固有モードと高速イオン損失

草間 義紀; 小関 隆久

日本物理学会誌, 56(4), p.262 - 266, 2001/04

トカマクプラズマにおいて、高速イオンが励起するアルヴェン固有モードの周波数領域で急激な周波数変化を伴った間欠的な磁気振動を見いだした。さらに、高速イオンエネルギースペクトルの測定から、この間欠的現象が高速イオンと磁気振動との共鳴的相互作用によることを明らかにした。高温プラズマにおける電磁流体的振動と高速イオンの相互作用の解明は、核燃焼プラズマ物理を理解し、$$alpha$$粒子によるプラズマの加熱が支配的な核燃焼プラズマを実現するための研究の最前線の一つとなっている。

論文

Diamond radiation detector made of an nultrahigh-purity type IIa diamond crystal grown by high-pressure and high-temperature synthesis

田中 照也; 金子 純一; 竹内 大輔*; 角谷 均*; 片桐 政樹; 西谷 健夫; 竹内 浩; 飯田 敏行*; 大串 秀世*

Review of Scientific Instruments, 72(2), p.1406 - 1410, 2001/02

 被引用回数:7 パーセンタイル:52.45(Instruments & Instrumentation)

従来の高純度IIa型ダイヤモンド放射線検出器では、結晶中の不純物に起因する電荷キャリアの捕獲が問題となっていた。そこで今回、窒素不純物を従来の1/10(0.1ppm)に低減した高圧高温合成超高純度IIa型ダイヤモンド結晶を用いてダイヤモンド放射線検出器を製作した。正孔のドリフトが信号形成の主体となる条件で測定した5.486MeV$$alpha$$線のエネルギースペクトル中に複数のピークが観測された。このことは、結晶中に特性の異なる複数の領域が存在していることを示す。そのうちの一つのピークは、従来の高純度IIa型ダイヤモンド検出器と比較して、370nmの紫外光照射の影響を受けにくかったことから、結晶の一部分は不純物の影響が少なく、検出器製作に適した特性を持っている可能性が高い。

論文

Study of cross section measurement methods using the self-TOF high energy neutron detector

佐々木 道也*; 布宮 智也*; 中村 尚司*; 中尾 徳晶*; 柴田 徳思*; 中根 佳弘; 田中 進

JAERI-Review 2000-024, TIARA Annual Report 1999, p.259 - 261, 2000/10

高エネルギー加速器施設の遮蔽設計において、人体に放射線の影響を及ぼす粒子、特に中性子に対するデータは非常に重要である。しかしながら中高エネルギー領域に対する断面積データ、遮蔽データは世界的に見ても乏しい。本研究では中性子エネルギースペクトルの測定を目的として、自己TOF型検出器を用いた断面積測定法の開発を行っている。TIARAの40及び65MeV準単色中性子を用いたエネルギースペクトル測定値を反跳陽子スペクトロメータによる測定値と比較した結果、ピーク領域において分解能が低下するものの、中性子収量は誤差範囲内で一致したことから、この検出器による数10MeV領域中性子に対するエネルギースペクトルの測定が可能であることが実証された。また測定の困難な0°方向に放出される陽子スペクトルが測定できたことから、荷電粒子放出断面積の測定にも適用できることがわかった。

報告書

JASPER実験データ集(VII) - ギャップストリーミング実験 ‐

竹村 守雄*

JNC-TJ9450 2000-002, 112 Pages, 2000/03

JNC-TJ9450-2000-002.pdf:2.55MB

本報告書は、1986年に開始されたJASPER(Japanese-American Shielding Program for Experimental Research)計画の中で企画された計8個の一連の実験の中の6番目の実験として、1992年3月初めから約2ケ月間かけて米国オークリッジ国立研究所(ORNL)にて実施されたギャップストリーミング実験の測定値、実験体系の寸法・組成データ、実験状況、測定システム等の情報を一冊にまとめたものである。作成にあたっては、ORNLから発行されたギャップストリーミング実験結果報告書の内容を基本とし、それに現地派遣員より報告された情報を補足した。ギャップストリーミング実験は、高速炉原子炉容器上部の中性子束がインクロージャシステムに存在する空隙部を通じての中性子ストリーミングに起因していることから、空隙部の幅、オフセット間隔と中性子ストリーミングの大きさの相関を実験的に把握すると共に、このストリーミング評価に適用される解析手法の精度の検証と向上のためのデータベースを提供するため企画された。ORNL遮蔽実験施設TSF(Tower Shielding Facility)の実験炉TSR-II(Tower Shielding Reactor-II)のコリメータ後方に鉄ライナー付きコンクリート供試体が設置された。コリメータと供試体との間にスペクトルモディファイアを設ける体系と設けない体系とが構成され、軟らかいエネルギースペクトル(実機を模擬)と硬いスペクトルの中性子が供試体に入射された。コンクリート供試体には中央に貫通部があり、コンクリート製シリンダー、円筒状スリーブを挿入組合わせることにより、円環状ギャップの幅とオフセット位置を変えられる構造となっており、供試体の後方において各種検出器を用いた中性子測定が行われた。広いエネルギー範囲にわたる中性子が、ビーム軸に直交する方向での分布及びビーム軸上において、ほぼ全体系において測定された。硬い入射スペクトルのものについてはさらに、高速中性子のビーム軸上でのエネルギースペクトルの測定及びビーム軸に直交する方向の分布の測定が行われた。なお、JASPER計画は日米両国の液体金属冷却炉(LMR)の現行設計内容の進展に資することを目的として、米国エネルギー省(USDOE)と動力炉・核燃料開発事業団(現核燃

論文

Experimental analyses on radiation streaming through a labyrinth in a proton accelerator facility of several tens MeV

中島 宏; 益村 朋美*; 田中 進; 坂本 幸夫; 田中 俊一; 中根 佳弘; 明午 伸一郎; 中村 尚司*; 黒沢 忠弘*; 平山 英夫*; et al.

Journal of Nuclear Science and Technology, 37(Suppl.1), p.197 - 201, 2000/03

日本原子力研究所TIARAの第2軽イオン室に続く迷路状通路において、67MeV陽子のp-Cu反応による中性子を用いて、中性子エネルギースペクトルと熱中性子束及び線量当量空間分布を測定した。この実験について、モンテカルロ計算手法及び簡易計算手法により解析し、その精度を検証した。その結果、線量当量分布に関して、第1脚でモンテカルロ法による計算値がファクター2程度過小評価し、第3脚では過大評価となったが、第2脚では30%以内で測定値と一致した。Teschの式については、迷路入口の線量当量で規格化して比較したところ、全体として最大ファクター3程度で測定値と一致した。迷路入口におけるエネルギースペクトルの実験値と計算値の比較から、数MeV領域で計算値が過小評価となることを示した。熱中性子束分布に関しては、ターゲット室内同様に、迷路内でもファクター2程度計算値が過大評価となった。

論文

Isovector giant resonances in $$^{6}$$He, $$^{12}$$B, $$^{90}$$Y, $$^{120}$$In and $$^{208}$$Tl observed in the ($$^{7}$$Li, $$^{7}$$Be) charge-exchange reaction

Annakkage, T.*; J$"a$necke, J.*; Winfield, J. S.*; Berg, G. P. A.*; Brown, J. A.*; Gawley, G. A.*; Danczyk, S.*; 藤原 守; Mercer, D. J.*; Pham, K.*; et al.

Nuclear Physics A, 648(1-2), p.3 - 44, 1999/03

 被引用回数:19 パーセンタイル:52.63

($$^{7}$$Li, $$^{7}$$Be)及び($$^{7}$$Li, $$^{7}$$Be$$gamma$$)核反応が50AMeVの入射ビームエネルギーにおいて$$^{6}$$Li, $$^{12}$$C, $$^{90}$$Zr, $$^{120}$$Sn, $$^{208}$$Pb原子核を標的として測定された。アイソベクトル型の巨大共鳴が観測され、それらの微分断面積の角度分布が歪曲波近似を用いた散乱理論によって解析された。準弾性散乱に対応する連続状態を解析することにより、反応に関与する有効陽子数を求めた。

報告書

Injector Test (2) of PNC High Power Electron Linac

王 元林

PNC-TN9410 98-017, 21 Pages, 1998/02

PNC-TN9410-98-017.pdf:0.73MB

"動燃大電流電子リニアックの入射部試験(1)"の報告書ではビーム電流100mA、バルス幅20$$mu$$s、繰り返し1Hzおよびビーム電流50mA、パルス幅1ms、0.5Hz、でエネルギー3.0MeVのビーム加速について報告したが、このビーム試験は、チョッパーとプリバンチャーシステムを使わない条件で実施した。入射部試験(2)では、チョッパーとプリバンチャーシステムを使用した試験を実施し、ビーム電流100mA、パルス幅3ms、繰り返し0.1Hz、エネルギー3.0MeVで非常に整ったスペクトラムの電子ビーム加速に成功した結果について報告する。

報告書

NMTC/JAERI-MCNP4Aコードシステムによる熱・冷中性子輸送計算

伊賀 公紀*; 高田 弘; 永尾 忠司*

JAERI-Tech 97-068, 58 Pages, 1998/01

JAERI-Tech-97-068.pdf:1.67MB

水冷タンタルターゲット・減速材・反射体体系について、NMTC/JAERI-MCNP4Aコードシステムを用いた熱・冷中性子輸送計算を行い、核破砕中性子源の核設計への本コードシステムの適用性を調べた。計算では、減速材に軽水及び液体水素を用いた場合に放出される中性子のエネルギースペクトルについて、B$$_{4}$$Cデカップラーの有無による強度変化、外部中性子線源位置による強度変化等の計算結果が実験結果に基づく半実験式に物理的に妥当な値のパラメータを用いて再現できることを確認した。しかし、放出中性子の時間スペクトルを精度良く評価するためには、MCNP4Aによる計算で反射体やデカップラー領域に適当なインポータンスを設定する工夫が必要であることがわかった。本計算によって、今後の核破砕値源の核設計にNMTC/JAERI-MCNP4Aコードシステムを適用できることを確認した。

報告書

放射線測定器の校正に用いる$$gamma$$線場中の光子エネルギー分布評価

高橋 史明; 清水 滋; 山口 恭弘

JAERI-Tech 97-006, 36 Pages, 1997/03

JAERI-Tech-97-006.pdf:1.25MB

放射線管理に用いられる$$gamma$$線測定器は、照射線量値に関して国家標準とトレーサビリティーが確保されている$$gamma$$線場において指示校正が実施される。校正場中には、一次線と散乱線が混在するが、通常の作業において散乱線の影響は考慮されない。散乱線は、校正場中のエネルギー分布に影響を与え、これによりエネルギー依存性のある測定器の指示精度が悪くなる可能性がある。このため、より高精度な校正結果を保証するにあたり、$$gamma$$線場のエネルギー分布及び校正結果に与える影響を評価しておくことが不可欠となる。そこで、日本原子力研究所放射線標準施設棟内のいくつかの$$gamma$$線校正場のエネルギー分布を、実測及びモンテカルロ計算により評価した。結果は、当該校正場において実施される校正の品質を保証するものである。

論文

Studies of ejected-electron spectra arising from O$$^{6+}$$-He, Ne, Ar and N$$^{5+}$$-He, Ne, Ar, collisions

北澤 真一; 家村 一彰*; 大谷 俊介*; 小出 美知*; 鈴木 洋*; 関口 雅行*; 高柳 俊暢*; 脇谷 一義*; 町田 修一*

Phys. Scr., T73, p.207 - 208, 1997/00

 被引用回数:1 パーセンタイル:78.58(Physics, Multidisciplinary)

He様イオン(O$$^{6+}$$とN$$^{5+}$$)と希ガス原子(He,Ne,Ar)の衝突によって生じる電子のエネルギースペクトルは、高い分解能の0度オージェ電子分光によって測定された。これらの多価イオンは、5~25kVの電位差で、ECRイオン源から衝突チェンバーへ導入される。測定される電子は、標的と2電子移行衝突によって生じた2電子励起Be様イオンから放出される。2電子励起状態の3重項は、O$$^{6+}$$-NeとN$$^{5+}$$-Ar衝突によって選択的に生成された。

論文

Monte Carlo calculations on the passage of electrons through thin films irradiated by 300keV electrons

来島 利幸*; 小寺 正敏*; 菅 博*; 中瀬 吉昭

IEICE Trans. Electron., E78-C(5), p.557 - 563, 1995/05

単一散乱モデルを使用したモンテカルロ計算を行い、300keV電子加速器のTi窓、その下の空気層及び三酢酸セルロース(CTA)内の電子の振る舞いを求めた。Ti窓、空気層を通過してCTA表面に入射した300keV電子のエネルギースペクトル、角度分布及び各種基枚上に置いたCTA中の深度線量分布等を求めた。これらの計算結果のいくつかは実測値と比較し、両者が良く一致することを示した。

論文

Magnetic properties of $$^{105-108}$$Sn:Experiments and calculations

石井 三彦; 石井 哲朗; 牧嶋 章泰*; 小川 雅生*; 百木 悟郎*; 小川 健吾*

5th Int. Spring Seminar on Nuclear Physics,New Perspectives in Nuclear Structure, 0, p.159 - 168, 1995/00

$$^{105-108}$$Snで測定したB(M1)とg因子をもとに、殻模型計算で用いるモデル・ハミルトニアンと配位空間の決定を試みた。その結果$$^{168}$$Sn以下の軽いアイソトープの励起エネルギー・スペクトルと磁気的性質を再現することに成功した。重イオン加速器が利用できるようになったことと計算機の進歩により、このような試みが初めて成功した。

論文

X-ray energy analysis for radio frequency current drive experiments in the DIII-D tokamak

川島 寿人; V.M.Trukhin*; J.Lohr*; R.W.Harvey*; R.James*; T.C.Luce*; C.C.Petty*; R.I.Pinsker*; R.Prater*

Japanese Journal of Applied Physics, 32(9A), p.3975 - 3984, 1993/09

 被引用回数:1 パーセンタイル:90.55(Physics, Applied)

DIII-Dトカマクにおいて、電子サイクロトロン波電流駆動(ECCD)と速波電流駆動(FWCD)が行われ、その時のX線エネルギースペクトルを測定した。ECCD中には、100keV以上の高エネルギー電子が主にプラズマ中心付近で生成され、ダウンシフトの効果で周辺部にも存在することを観測した。FWCD実験においては、2T,0.8MAの条件で最高50keV程度の高エネルギーテイルが明らかに観測された。FWCDとECCDの組み合わせにおいては、バルクの電子加熱効率がFW単独に比べ増大($$eta$$e~2.3$$times$$10$$^{19}$$m$$^{-3}$$keV/MW)し、Coの場合よりCTRにおいてより顕著だった。(ここでCoはプラズマ電流を駆動する方向への入射波に相当し、CTRは反対方向である。)しかしECCDで生成した高エネルギー電子とFWの結合は、Coの場合により顕著だった。

報告書

Design study of a time-of-flight neutron spectrometer for JT-60U

T.Elevant*; M.Hoek*; 西谷 健夫

JAERI-M 93-123, 20 Pages, 1993/06

JAERI-M-93-123.pdf:0.92MB

重水素放電を行うJT-60Uトカマクプラズマにおいて、中性子エネルギースペクトル測定用に飛行時間法による中性子スペクトロメーターを設計した。この装置の感度、エネルギー分解能、使用可能な計数率はそれぞれ2$$times$$10$$^{-2}$$cm$$^{2}$$、6kHzとした。中性子エネルギースペクトルにより、約4keV以上の中心イオン温度の情報と熱化したイオンとの反応による中性子の割合の情報はそれぞれ$$pm$$10%、$$pm$$15%の精度で得られる。データ収集に必要な最小時間は、0.1secである。

報告書

($$alpha$$,n)反応と自発核分裂による中性子収率を計算するためのデータブック

松延 廣幸*; 奥 岳史*; 飯島 俊吾*; 内藤 俶孝; 増川 史洋; 中嶋 龍三*

JAERI 1324, 260 Pages, 1992/01

JAERI-1324.pdf:5.28MB

使用済燃料の貯蔵・輸送及び取扱いに係わる遮蔽安全性の解析に非常に重要な($$alpha$$,n)反応及び自発核分裂による中性子収率データを収集し、評価して推奨値を得るとともにその精度を評価した。($$alpha$$,n)反応による中性子収率は主に実測データに基づくもので、データ間の不一致については、NakasimaやHeaton等による評価を参考に検討した。実測されていない中性子収率については($$alpha$$,n)励起関数の理論値及びZieglerの阻止能の評価式を用いて計算した。自発核分裂による中性子収率については、S.Ramanによる推奨値を採用した。また中性子エネルギースペクトルも収集した。これらのデータは、このデータ・ブックに理論説明とともに収録してある。このデータ集を用いることにより、種々の構成物質からなる体系の中性子生成データが得られる。

報告書

Nal(Tl)シンチレーション検出器の宇宙線に対する応答特性の解析

長岡 鋭; 森内 茂

JAERI-M 85-058, 40 Pages, 1985/05

JAERI-M-85-058.pdf:1.87MB

高度16000, 23000, 31000, 37000ft(緯度34$$^{circ}$$Nから35$$^{circ}$$30'N)での水平飛行を含む飛行中の航空機内において、DBM線量測定器及び多重波高分析器にNaI(Tl)シンチレーション検出器(3インチ$$phi$$及び2インチ$$phi$$球形、3インチ$$phi$$$$times$$3インチ、2インチ$$phi$$$$times$$2インチ、1インチ$$phi$$$$times$$1インチ)を備えて宇宙線観測を行った。本測定は、環境$$gamma$$線の精密測定の際必要となる各検出器の宇宙線感度情報の取得が主目的であり、宇宙線強度の高度分布、エネルギーバンド情報間の相関、検出器重量による宇宙線応答特性等を明らかにした。また、3MeV以下の領域における地上での宇宙線寄与分を各検出器について推定し、3MeV以上の全計数率を指標とした場合、照射線量率相当値換算(単位は$$mu$$R/h)でそれぞれ0.23(3インチ$$phi$$球形)、0.22(3インチ$$phi$$$$times$$3インチ)、0.23(2インチ$$phi$$球形)、0.26(2インチ$$phi$$$$times$$2インチ)、0.29(1インチ$$phi$$$$times$$1インチ)の値を得た。これらの結果は、環境$$gamma$$線測定の際の宇宙線寄与分の評価のために有用な情報を与えるものである。

報告書

トカマクプラズマ用128チャンネル高速波高分析器の開発

川島 寿人; 的場 徹; 小川 俊英; 河上 知秀

JAERI-M 85-005, 17 Pages, 1985/02

JAERI-M-85-005.pdf:0.71MB

トカマクプラズマにおけるX線等のエネルギースペクトル計測用として、通常のマルチチャンネル波高分析器に比べて、高い計数率で波高分布の時間変化を測定できる高速マルチチャンネルアナライザを試作した。JFT-2Mにおいて半導体検出器を使用して軟X線スペクトルを試験的に測定した結果、当初計画通りの性能を確認することができた。

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