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論文

Development and application of a $$^3$$He neutron spin filter at J-PARC

奥平 琢也; 奥 隆之; 猪野 隆*; 林田 洋寿*; 吉良 弘*; 酒井 健二; 廣井 孝介; 高橋 慎吾*; 相澤 一也; 遠藤 仁*; et al.

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 977, p.164301_1 - 164301_8, 2020/10

 被引用回数:0 パーセンタイル:100(Instruments & Instrumentation)

We are developing a neutron polarizer with polarized $$^3$$He gas, referred to as a $$^3$$He spin filter, based on the Spin Exchange Optical Pumping (SEOP) for polarized neutron scattering experiments at Materials and Life Science Experimental Facility (MLF) of Japan Proton Accelerator Research Complex (J-PARC). A $$^3$$He gas-filling station was constructed at J-PARC, and several $$^3$$He cells with long spin relaxation times have been fabricated using the gas-filling station. A laboratory has been prepared in the MLF beam hall for polarizing $$^3$$He cells, and compact pumping systems with laser powers of 30 W and 110 W, which can be installed onto a neutron beamline, have been developed. A $$^3$$He polarization of 85% was achieved at a neutron beamline by using the pumping system with the 110 W laser. Recently, the first user experiment utilizing the $$^3$$He spin filter was conducted, and there have been several more since then. The development and utilization of $$^3$$He spin filters at MLF of J-PARC are reported.

論文

中性子ビーム利用研究における研究用原子炉JRR-3の役割; これまでとこれから

武田 全康; 松林 政仁

日本原子力学会誌, 58(6), p.371 - 375, 2016/06

国内において東日本大震災後、研究用原子炉が長期にわたり停止する中、軽水炉に引き続き、研究用原子炉の新規制基準対応審査も進展を見せ、ようやく国内での研究用原子炉の再稼働が視野に入ってきた。本解説では、日本原子力研究開発機構が所有する定常中性子源である研究用原子炉JRR-3で行われてきた中性子ビーム利用研究に焦点をあて、その概要とこれまでの利用実績を紹介する。次に大強度パルス中性子源であるJ-PARCの本格的な稼働による国内有数の研究用原子炉としてのJRR-3の位置づけの変化を踏まえた上で、JRR-3が再稼働した後の中性子ビーム利用研究の方向性を議論する。

論文

Systematic effects on cross-section data derived from reaction rates at a cold neutron beam

$v{Z}$erovnik, G.*; Becker, B.*; Belgya, T.*; Genreith, C.*; 原田 秀郎; Kopecky, S.*; Radulovi$'c$, V.*; 佐野 忠史*; Schillebeeckx, P.*; Trkov, A.*

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 799, p.29 - 36, 2015/11

 被引用回数:4 パーセンタイル:54.36(Instruments & Instrumentation)

冷中性子ビームを用いた測定から、熱中性子捕獲断面積を導出する際の問題点を指摘するとともに、導出する中性子捕獲断面積の系統誤差を低減するための手法について提案するものである。これまでの冷中性子を用いた測定では、標準断面積との相対値より、熱中性子捕獲断面積が導出されてきた。本研究では、冷中性子ビームのエネルギー分布によっては、中性子捕獲断面積のエネルギー依存性が1/v則からずれる核種について、10%以上もの系統的誤差を生じることを明らかとした。中性子捕獲断面積のエネルギー依存性を考慮した断面積導出方法を適用することにより、この系統誤差は補正できることを示した。また、これまでに報告された文献値のいくつかには、冷中性子ビームのサンプル中での自己吸収補正が行われていない問題点があることも指摘した。

論文

エンジン内を駆け巡るオイルを可視化する

呉田 昌俊

波紋, 24(特別号), 2 Pages, 2014/11

本報では、中性子イメージング技術の基礎と利用例、中性子3次元CT技術による立体的観察と3次元測定、パルス中性子イメージングによる最先端技術について現状を纏める。運転中のエンジン内部の観察とオイル分布の計測は中性子イメージング技術を産業利用した一例である。その他、混相流の可視化や計測技術として利用されてきている。3次元観察技術はコンクリートの研究などに利用されている。J-PARCのパルス中性子を利用したイメージング技術は、従来技術では困難であった元素識別型イメージングや金属材料別イメージングなどを可能としている。また、新たにパルス中性子イメージング専用の共用装置が整備中であることを紹介する。

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

 被引用回数:11 パーセンタイル:34.95(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

中性子を利用した非破壊元素組成分析

松江 秀明; 丹治 輝; 宮田 賢; 安田 良; 松林 政仁; 中西 友子

第5回放射線による非破壊評価シンポジウム講演論文集, p.45 - 48, 2005/02

中性子即発$$gamma$$線分析(PGA)あるいは中性子放射化分析(NAA)など中性子を利用する分析法は、非破壊多元素同時定量の特徴を持っていることから、各種材料中不純物の分析など産業界の幅広い分野において中性子利用を図るうえで重要である。本講演では、原研におけるPGA・NAAの現状,現在われわれが研究を進めている比較標準試料を必要としないPGAとNAAの定量法であるk$$_{0}$$法の開発研究とその応用の話題を中心に紹介する。

論文

The Recommended k$$_{0}$$-factors for neutron-induced prompt $$gamma$$-ray analysis and the prompt $$gamma$$-ray emission probabilities

松江 秀明; 米澤 仲四郎

Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, 262(1), p.49 - 55, 2004/07

 被引用回数:9 パーセンタイル:44.08

これまでに原研JRR-3Mの冷及び熱中性子ビームで測定された即発$$gamma$$線分析用のk$$_{0}$$係数のうち、中性子スペクトルの影響が無くPGAによる分析が有効な24元素について合計81本のk$$_{0}$$係数の推奨値を統計処理により求めた。得られたk$$_{0}$$係数の推奨値から正確なデータが得られている原子量,同位体存在比,熱中性子断面積を使用し、即発$$gamma$$線放出率のデータを求めた。得られた$$gamma$$線放出率をENSDFと比較した結果、両データの標準偏差はENSDFに近年の測定値が反映されたCaまでの軽元素では$$pm$$10%とよく一致したが、古いデータが含まれる重元素では$$pm$$40%と大きな違いが見られた。

論文

Neutron spectrum correction of k$$_{0}$$-factors for k$$_{0}$$-based neutron-induced prompt $$gamma$$-ray analysis

松江 秀明; 米澤 仲四郎

Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, 255(1), p.125 - 129, 2003/01

 被引用回数:8 パーセンタイル:47.46

k$$_{0}$$-中性子即発$$gamma$$線分析法(k$$_{0}$$-PGA)は、内標準法に基づき、比較標準試料を使用しないで多元素を正確に定量できる。われわれはk$$_{0}$$-PGAの検討を行い、27元素のk$$_{0}$$係数を測定してきた。k$$_{0}$$係数は他の施設でも共用でき、核データからも計算可能である。しかし、現在利用可能な核データ集としてLoneのデータがあるが、十分ではない。このため、昨年度よりIAEAの主催する国際共同研究「中性子即発$$gamma$$線分析のためのデータベースの開発」においてk$$_{0}$$係数の測定,及び必要な核データの評価が始められた。その一環として、ハンガリー同位体及び表面化学研究所(IKI)のグループが79元素のk$$_{0}$$係数を報告し、また、ローレンス・バークレイ国立研究所(LBNL)及びIKI共同で軽元素の核データが公開された。本研究では、演者らの測定値とIKIのk$$_{0}$$係数,LBNL-IKI及びLoneのデータから計算したk$$_{0}$$係数を比較しk$$_{0}$$係数の正確さの評価を行った。

論文

Multielement determination of typical diet reference materials by neutron-induced prompt $$gamma$$-ray analysis using k$$_{0}$$ standardization

松江 秀明; 米澤 仲四郎

Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, 249(1), p.11 - 14, 2001/06

原研JRR-3Mの冷及び熱中性子ガイドビームポートに設置された即発$$gamma$$線分析装置を用いて、k$$_{0}$$-中性子即発$$gamma$$線分析法(k$$_{0}$$-PGA)により食事及びそれに関連する標準物質の多元素定量の検討を行った。PGAにk$$_{0}$$を適用することで、比較標準試料を使用しないで多元素を正確に定量できる。しかし、k$$_{0}$$-PGAの問題点として、元素の絶対濃度を直接求めることができない点がある。その解説策として、標準添加法により試料中の1元素を定量し、その値から各元素の絶対濃度を求める方法を検討した。その結果、国立環境研究所及び米国標準技術研究所(NIST)の食事あるいはミルク粉末標準物質中の軽元素を中心とした水素、炭素、窒素、ナトリウム、イオウ、塩素、カリウム及びカルシウムの8元素の定量が可能であった。また、NIST標準物質の分析結果はNISTの認証値に対して7%以内で一致した。

報告書

先行基礎工学に関する平成11年度研究概要報告

技術協力課*

JNC-TN1400 2000-003, 0 Pages, 2000/07

JNC-TN1400-2000-003.pdf:13.33MB

機構は、大学及び研究機関(以下「大学等」という。)との研究協力の推進を図るため、平成7年度から先行基礎工学研究協力制度を発足させた。同制度は、平成11年度で5年目を迎え、対象としている研究分野は機構の研究開発に係わるすべての分野に拡大している。同制度は、機構の施設及び設備を主に利用し、機構が取り組むプロジェクト開発に先行した基礎・基盤的研究を大学等との研究協力により推進することを目的とする。同制度では、機構が設定した研究協力テーマに対して、大学等から研究目的を達成する上で必要な研究協力課題及び研究協力者を提案して頂き、外部の専門家を中心とする選考委員会で研究協力課題を選考している。研究協力形態としては、大学等との共同研究の実施又は客員研究員として受け入れる形態を採用している。なお、共同研究又は客員研究員に大学院修士課程・博士課程の学生を研究生として加えることも可能としている。本報告書は、平成11年度に実施した高速増殖炉関係、核燃料サイクル関係及び環境技術関係の先行基礎工学研究に関する49件の研究協力課題の実施結果についてその概要をまとめたものである。なお、49件の研究協力課題のうち、高速増殖炉関係の12件、核燃料サイクル関係の1件及び環境技術関係の4件の合計17件については、平成11年度で終了した。

論文

k$$_{0}$$ standardization approach in neutron-induced prompt $$gamma$$-ray analysis at JAERI

松江 秀明; 米澤 仲四郎

Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, 245(1), p.189 - 194, 2000/04

 被引用回数:21 パーセンタイル:20.05(Chemistry, Analytical)

k$$_{0}$$法は、比較標準試料を使用することなく多元素を同時定量できることから、中性子放射化分析法の定量法として注目されている。近年ハンガリー同位体研究所(IKI)及び米国NISTにおいて中性子即発$$gamma$$線分析(PGA)へ内標準法に基づくk$$_{0}$$法の適用が試みられ、塩素を内標準とする十数元素のk$$_{0}$$値が報告された。PGAにk$$_{0}$$法を適用することで、比較標準試料を使用しないで、多元素を正確に定量でき、得られたk$$_{0}$$値は他の施設と共用できることから、原研においてもk$$_{0}$$-PGA法の適用を試みた。本研究ではJRR-3M熱及び冷中性子ビームにおける塩素を内標準とするk$$_{0}$$値の測定を行い、得られた値をIKI及びNISTの報告値と比較した。その結果、冷中性子ビームで27元素、熱中性子ビームで22元素のk$$_{0}$$値を求めることができた。得られたk$$_{0}$$値はIKI及びNISTのk$$_{0}$$値とも良い一致を示した。

論文

第6回研究炉に関するアジアシンポジウム

藤木 和男

日本原子力学会誌, 41(9), p.933 - 934, 1999/09

本シンポジウムは研究炉及びその利用研究に携わるアジア諸国の原子力研究者・技術者の情報交換を目的として、1986年に立教大学で第1回が開催されて以降、アジア各国機関の持ち回りでほぼ3年ごとに開催されている。今回(第6回)は1999年3月29日から31日まで、水戸市の三の丸ホテルで開催した。参加者は計183人(国外33人、国内150人)、国・機関別では中国、韓国、インドネシア、タイ、バングラデシュ、ベトナム、台湾、ベルギー、フランス、米国、日本及びIAEAであった。発表論文は58件(内、論文のみ1件)分野別では; 各国の研究炉・試験炉の現状・計画(12)、運転経験(6)、炉の改造・設備・燃料等(7)、照射研究・照射技術の応用(9)、照射設備(8)、炉特性・計測技術(9)、中性子ビーム利用(7)であった。会議の最後に「試験・研究炉利用の新しい動向」についてのパネル討論を行い国内外7人のパネリストによる報告とフロアからも多数の意見が述べられた。(本投稿は会議内容の原子力学会誌への紹介である)

報告書

先行基礎工学分野に関する平成10年度 研究協力概要報告

not registered

JNC-TN1400 99-016, 171 Pages, 1999/08

JNC-TN1400-99-016.pdf:8.97MB

機構は、大学及び研究機関(以下「大学等」という。)との研究協力の推進を図るため、平成7年度から先行基礎工学研究協力制度を発足させた。同制度は、平成10年度で4年目を迎え、研究協力テーマが増加し、順調に推移している。同制度は、機構の施設及び設備を主に利用し、機構が取り組むプロジェクト研究に先行した基礎・基盤的研究を大学等との研究協力により推進することを目的とする。同制度は、機構が設定した研究協力テーマに対して、大学等からの研究協力課題及び研究協力者の応募をもとに、研究協力課題及び研究協力者を選考し、大学等との共同研究の実施、客員研究員あるいは研究生の受け入れ、もしくはこれらの組み合わせにより研究協力を実施している。本報告書は、平成10年度に実施した高速増殖炉関係及び環境技術関係の先行基礎工学分野に関する34件の研究協力課題の実施結果についてその概要をまとめたものである。なお、34件の研究協力課題のうち、高速増殖炉関係の9件及び環境技術関係の3件の合計12件については、平成10年度で終了した。

論文

A Study of the proton storage ring for the neutron science project at JAERI

金正 倫計; 野田 文章*; 草野 譲一; 水本 元治

Proc. of 1st Asian Particle Accelerator Conf. (APAC98), p.411 - 413, 1998/11

中性子科学研究計画(NSP)で提案されている中性子散乱実験では、短パルス(パルス照射幅$$<$$1$$mu$$s)で、大強度(最大5MW)の中性子を生成する必要がある。線形加速器のみで短パルスで最大5MWもの大強度中性子ビームを発生させることは不可能であるので、線形加速器で加速されたいくつもの短パルスビームを大強度になるまで蓄積リングが必要となる。現在、線形加速器から蓄積リングへのビーム入射方法、ビーム蓄積、及びビーム取り出しなどについての検討を進めている。この会議では、これまでの検討結果を報告する。

論文

Decomposition of prompt $$gamma$$-ray spectra including the Doppler-broadened peak for boron determination

間柄 正明; 米澤 仲四郎

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 411(1), p.130 - 136, 1998/00

 被引用回数:24 パーセンタイル:13.33(Instruments & Instrumentation)

ホウ素の中性子誘起即発$$gamma$$線は非常に幅の広いものとして観測され、多くの元素の即発$$gamma$$線と重なる。そこで、中性子誘起即発$$gamma$$線分析によるホウ素定量のためのピーク分解法を開発した。本研究では、幅の広いピークがガウス関数の積分であらわされると仮定し、非線形の最小二乗法を用いてホウ素の幅広いピークと妨害ピークを分離した。この方法を、ホウ素とNa,Ni,Coのうち一つ又は二つの元素との混合物の分析に適応し、この方法の正確さと検出限界を、この方法の分析結果とreference line法の結果及び混合物を作る時に添加したホウ素量と比較することにより確認した。その結果、この方法が妨害元素を含む試料のホウ素の定量に有効であることが確認でき、さらに適応限界を決定することができた。

報告書

先行基礎工学分野に関する平成7年度研究概要報告

not registered

PNC-TN1430 97-001, 28 Pages, 1997/01

PNC-TN1430-97-001.pdf:1.3MB

事業団は、大学との研究協力の推進を図るため、平成6年度に大学との研究協力のあり方等を検討した。その審議結果に基づき、平成7年度から、先行基礎工学研究協力制度として実施している。先行基礎工学研究協力制度は、事業団の施設を主に利用した原子力工学分野に関する基礎的研究を大学との研究協力により推進するために、新たに設けた制度である。この制度は、事業団が設定した研究協力テーマに対して、大学側からの研究協力課題、研究者の応募をもとに、研究協力課題を選考し、大学との共同研究の設定、客員研究員の受入れ、研究生の受入れ等により研究協力を実施してきた。本報告書は、平成7年度に実施した高速増殖炉関係の先行基礎工学に関する8研究協力テーマ9件の実施結果の概要をまとめたものである。

論文

冷中性子計算機断層撮影の定量性におけるビームスペクトルの影響

小田 将広*; 玉置 昌義*; 松林 政仁; 森 千鶴夫*

日本原子力学会誌, 39(8), p.647 - 656, 1997/00

 被引用回数:0 パーセンタイル:100(Nuclear Science & Technology)

冷中性子によるラジオグラフィでは通常用いられている熱中性子ラジオグラフィと比較して冷中性子領域における干渉性散乱の消失による断面積の低下、1/$$nu$$則による断面積の増大などが特徴として表現される。このため熱中性子を用いた計算機断層撮影(CT)と異なり、冷中性子CTでは均質な試験体を撮影した場合でも再構成画像は不均質なものと提示されることがある。この問題を解決するため二つの方法を提案・検討した。一つは、試験体物質の中性子透過曲線に基づき投影データの中性子透過率が厚さゼロに外挿した減衰係数を用いる方法で逆関数と呼ぶ。他方はベリリウム等の中性子フィルタを用いて冷中性子ビームのスペクトル幅を狭め、物質のスペクトル依存による減衰係数の変動を低減する方法でスペクトル調整法と呼ぶ。両補正法とも冷中性子CTの定量性向上に有効であることが実験的に確認された。

論文

Neutron science project at JAERI

向山 武彦; 大山 幸夫; 水本 元治; 滝塚 貴和; 日野 竜太郎

Proc. of Topical Meeting on Nuclear Applications of Accelerator Technology, p.398 - 404, 1997/00

中性子科学計画について講演する。内容は以下の通り。(1)計画の目的・意義、(2)施設建設計画、(3)加速器駆動消滅処理システム研究、(4)大強度陽子加速器開発、(5)核破砕ターゲットの開発、(6)スケジュール、(7)まとめ

報告書

TLDバッジのn/$$gamma$$分離性能と中性子線量当量評価値の誤差の定量に関する検討

辻村 憲雄; 百瀬 琢麿; 篠原 邦彦

PNC-TN8410 96-402, 90 Pages, 1996/12

PNC-TN8410-96-402.pdf:5.39MB

現在、個人被ばく管理に使用しているTLDバッジのうち、中性子線の測定に使用するTLD線量計は、$$gamma$$線のみに感度を有する7Li211B4O7(Cu)蛍光体と$$gamma$$線と中性子線の両者に感度を有する6Li210B4O7(Cu)蛍光体を用いたTLD素子の組み合わせから構成されている。6Li210B4O7(Cu)素子の発光量から中性子線のみによる情報を得るには、7Li211B4O7(Cu)素子の$$gamma$$線による発光量を6Li210B4O7(Cu)素子のそれと同等と見なして両者の発光量の差し引き計算を行う必要があるが、両TLD素子の感度が必ずしも等しく揃っているわけではないことに加えて、中性子線に対する$$gamma$$線の混在割合が多いような場合には、差し引き計算に伴う誤差が相対的に増大し、中性子線量当量の評価値の精度が著しく低下する可能性がある。本研究では、以下に示す二種類の方法で、中性子線と$$gamma$$線の混在場におけるTLDバッジの中性子線の分離評価精度を定量的に求めた。(1)中性子線と$$gamma$$線の混合割合を変化させた照射実験(2)シミュレーション計算による誤差評価実験値との比較から本研究で提示した誤差計算モデルの妥当性を確認した。さらに、その誤差計算モデルを用いてプルトニウム燃料製造施設の作業者の中性子線量当量評価値の精度を推定した結果、記録レベル上の中性子線量当量の検出限界0.2mSvでの精度は、中性子線に対する$$gamma$$線の混在比1$$sim$$2の範囲では約20$$sim$$30%であった。

報告書

TLDの使用履歴に関する調査

辻村 憲雄; 江尻 明; 百瀬 琢麿; 篠原 邦彦

PNC-TN8410 96-397, 14 Pages, 1996/12

PNC-TN8410-96-397.pdf:0.62MB

動燃事業団が個人被ばく管理に使用している熱蛍光線量計(TLD)は、再使用可能な線量計であるが、その繰り返し使用が可能な回数は無制限ではなく、長期間に亘る使用や測定の際の加熱を繰り返すことにより次第に性能が劣化していく。そのため、個々のTLD毎にその使用履歴を管理していくことは、TLDの廃棄や新規更新の計画を立案する上で極めて重要である。本報告では、放射線業務従事者の個人被ばく管理に使用しているTLDバッジについて、その年間の使用頻度、TLD加熱回数及びTLD積算読取り線量を調べた。その結果、TLDバッジを構成する$$beta$$/$$gamma$$線用TLD線量計、中性子線用TLD線量計共に、その年間の平均加熱回数は11回$$sim$$12回、最大で30回程度であることが分かった。また、今回の調査結果を基に、TLDバッジの実運用が開始された昭和57年度から現在までの総加熱回数を推定した結果、導入時期が最も古いTLD線量計については平均140回程度であった。

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