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論文

$$^{77}$$Se($$gamma$$,n)断面積測定と$$^{79}$$Se(n,$$gamma$$)断面積の不確かさ評価

北谷 文人

核データニュース(インターネット), (114), p.44 - 49, 2016/06

$$^{79}$$Seは長寿命核分裂生成物(LLFP)の一つで、地層処分負荷軽減のために、短寿命核種・安定核種への核変換の対象である。この中性子捕獲反応断面積について不確かさを考慮したものを算出するために実施した研究についてレビューする。現時点では$$^{79}$$Seは、測定用試料の入手が困難で、断面積の直接測定ができない。そのため、この断面積は統計モデル計算等を用いて見積られている。しかし、現状では、計算値には不確かさが付与されていない不十分なものである。$$gamma$$線強度関数($$gamma$$SF)法を利用して不確かさを明らかにした$$^{79}$$Seの(n,$$gamma$$)断面積データを導出するため、$$^{76,78,80}$$Seの光核反応断面積に加え$$^{77}$$Seの光核反応断面積の測定を($$gamma$$,n)反応のしきい値から($$gamma$$,2n)反応のしきい値の領域で行った。これから得られた光核反応断面積を基に統計モデル計算での共通の物理量である$$gamma$$SFを求めた。求めた$$gamma$$SFを用いて$$^{79}$$Seの中性子捕獲反応断面積を統計モデルによって計算した。この結果、不確かさ$$pm$$26%を付加した$$^{79}$$Seの(n,$$gamma$$)断面積データを得ることができた。得られた$$^{79}$$Seの(n,$$gamma$$)断面積は、JENDL-4.0の1/3から1/4と大きく異なる値を得た。

論文

Current activities and future plans for nuclear data measurements at J-PARC

木村 敦; 原田 秀郎; 中村 詔司; 岩本 修; 藤 暢輔; 小泉 光生; 北谷 文人; 古高 和禎; 井頭 政之*; 片渕 竜也*; et al.

European Physical Journal A, 51(12), p.180_1 - 180_8, 2015/12

 パーセンタイル:100(Physics, Nuclear)

In order to improve the data accuracy of neutron-capture cross sections of minor actinides (MAs) and long-lived fission products (LLFPs), a new experimental instrument named "Accurate Neutron-Nucleus Reaction measurement Instrument (ANNRI)" has been constructed in the Materials and Life science experimental Facility (MLF) at the Japan Proton Accelerator Research Complex (J-PARC), and measurements of neutron-capture cross sections of MAs, LLFPs and some stable isotopes with high intensity pulsed neutrons have been started. The analyses for $$^{244}$$Cm, $$^{246}$$Cm, $$^{241}$$Am and $$^{237}$$Np were finished; those for $$^{129}$$I, $$^{107}$$Pd, $$^{99}$$Tc, $$^{93}$$Zr and some stable isotopes are in progress. These results will make significant contributions in the field of developing innovative nuclear systems.

論文

$$s$$-process branching at $$^{185}$$W revised

Mohr, P.*; 静間 俊行; 植田 裕康*; 後神 進史*; 牧永 あや乃*; 原 かおる*; 早川 岳人; Lui, Y.-W.*; 大垣 英明*; 宇都宮 弘章*

Physical Review C, 69(3), p.032801_1 - 032801_4, 2004/03

 被引用回数:28 パーセンタイル:16.68(Physics, Nuclear)

逆反応過程を用いて、s過程の分岐点核である不安定核種$$^{185}$$Wの中性子捕獲反応断面積を評価した。$$^{186}$$Wの光核反応断面積の測定は、産業技術総合研究所のレーザー逆コンプトン$$gamma$$線を用いて行った。核統計模型から、$$s$$過程で重要な温度である$$kT=30$$keVにおいて、$$^{185}$$Wの中性子捕獲反応断面積として、$$sigma=553pm60$$mbを得た。この値は、従来のものよりも小さく、AGB星模型では、$$s$$過程において生成される$$^{186}$$Osの生成量が過大評価されることが明らかになった。

論文

Chemical analysis of transuranium nuclides in the uranium solution of the JCO criticality accident

篠原 伸夫; 河野 信昭; 須山 賢也; 伊奈川 潤; 中原 嘉則; 黒沢 節身; 渡部 和男; 臼田 重和; 大島 真澄; 勝田 博司; et al.

Radiochimica Acta, 89(3), p.135 - 138, 2001/05

 被引用回数:2 パーセンタイル:77.58(Chemistry, Inorganic & Nuclear)

東海村で起きたJCO臨界事故のウラン溶液を放射化学分析して、$$^{238}$$Uの中性子捕獲反応で生成した$$^{239}$$Np及び$$^{239}$$Puを正確に定量した。測定した原子数比$$^{239}$$Np/$$^{239}$$Puは、臨界事故中の中性子捕獲反応履歴に依存することを見いだし、燃焼計算コードを用いた計算結果と比較した。その結果、事故の初期段階(25分間)の中性子捕獲反応数は全反応数に対して24$$pm$$6%であることが明らかになった。

報告書

Tc-99の中性子捕獲断面積測定

井頭 政之*

JNC-TJ9400 99-001, 78 Pages, 1999/03

JNC-TJ9400-99-001.pdf:2.07MB

高速炉を用いた長寿命核分裂生成物(LLFP)消滅処理研究のためには、消滅性能等の炉心特性を詳細に検討する必要があり、従って、LLFPの精度良い中性子核反応断面積データが必要となる。そこで本研究では、重要なLLFPであるTc-99についてkeV中性子捕獲反応断面積の精度良い測定を行うため、測定に用いるTc-99試料の検討・調査及び我々の実験装置を用いた測定の詳細検討を行った。

論文

Doppler effect measurement up to 2000$$^{circ}$$C at FCA

岡嶋 成晃; 大井川 宏之; 安藤 真樹; 向山 武彦

Proc., Int. Conf. on Nuclear Data for Science and Technology,Vol. 2, 0, p.1009 - 1011, 1994/00

原型炉級MOX-FBR模擬炉心(FCA XVII-1炉心)において、サンプル加熱法(~1500$$^{circ}$$C)と箔加熱法(~2000$$^{circ}$$C)を組合わせて、2000$$^{circ}$$Cまでのドップラー効果測定を行なった。計算は、PEACO-Xを用いて、サンプル加熱法では一次摂動法にて、箔加熱法ではセル計算にて行った。また、核データとして、JENDL-3.1を使用した。実験と計算を比較すると、サンプル加熱法ではC/Eは0.96であり、箔加熱法のC/Eは0.98であった。計算は、実験と良い一致を示した。

論文

Self-shielding factors for neutron capture reactions of uranium-238 and thorium-232 in energy range of 1$$sim$$35keV

大井川 宏之; 藤田 薫顕*; 小林 捷平*; 山本 修二*; 木村 逸郎*

Journal of Nuclear Science and Technology, 28(10), p.879 - 893, 1991/10

$$^{238}$$U及び$$^{232}$$Thの1$$sim$$35keVにおける中性子捕獲反応の自己遮蔽因子を測定した。自己遮蔽因子は、透過率及びself-indication ratioを様々な厚さの透過試料について、電子線型加速器を用いた中性子飛行時間法により測定して求めることができる。実験結果をJENDL-2、JENDL-3、ENDF/B-IVに基づく計算値と比較した。$$^{238}$$Uでは、実験による自己遮蔽因子に中性子エネルギー依存の構造が見られたが、JENDL-2及びENDF/B-IVによる計算には非分離共鳴領域においてこの構造が見られず、特に4~6keVで実験より小さい値を与える。JENDL-3の分離共鳴パラメータによる計算は、このエネルギー範囲で実験と良く一致したが、他のエネルギー範囲で実験との差異が見られた。$$^{232}$$Thでは、非分離共鳴領域で実験と計算の大きな差異は見られないが、分離共鳴領域でJENDL-2とJENDL-3は実験値よりも小さな値を与える傾向が見られた。

論文

Effects of neutron capture transformations on the decay power of fission products

田坂 完二

Nuclear Science and Engineering, 62(1), p.167 - 174, 1977/01

 被引用回数:8

中性子捕獲反応が核分裂生成物の崩壊熱に及ぼす影響を、核分裂核種、中性子スペクトル、中性子束、照射冷却時間をパラメータとして変化させて調べた。その結果、中性子捕獲反応によって一般に崩壊熱は大きくなることが分った。10$$^{4}$$秒以下の冷却時間においては中性子捕獲反応の効果は小さい、とくに熱中性子炉体系においては$$^{1}$$$$^{3}$$$$^{5}$$Xeの大きな負の寄与が他の核種の正の寄与をうち消す。10$$^{6}$$秒および10$$^{8}$$秒近傍で中性子捕獲反応の効果はピークをもつ。前者のピークは$$^{1}$$$$^{0}$$$$^{3}$$Ru、$$^{1}$$$$^{3}$$$$^{4}$$Cs、$$^{1}$$$$^{3}$$$$^{6}$$Cs、$$^{1}$$$$^{4}$$$$^{8}$$$$^{m}$$Pm、$$^{1}$$$$^{4}$$$$^{8}$$Pm、$$^{1}$$$$^{5}$$$$^{6}$$Euの寄与によっており、後者のピークは$$^{1}$$$$^{3}$$$$^{4}$$Csと$$^{1}$$$$^{5}$$$$^{4}$$Euの2核種の寄与におもによっている。10$$^{9}$$秒以上の冷却時間においては中性子捕獲反応の効果はまた無視しうる大きさとなる。中性子捕獲反応の効果は中性子束と照射時間とともに大きくなり、長い冷却時間に於ては積分中性子束にほぼ比例する。

報告書

中性子捕獲反応を考慮した核分裂生成物の崩壊熱の計算

田坂 完二

JAERI-M 5972, 34 Pages, 1975/02

JAERI-M-5972.pdf:1.3MB

核分裂生成物の崩壊熱を$$beta$$崩壊のみならず、中性子捕獲反応による壊変系列も正しく考慮して計算算した。考慮して計算した。取扱核種数は1114であり、そのうち中性子捕獲による壊変系列を考慮したのは59核種である。各核種のBatenlanの式およびその積分型を繰返し使い、完全に解析的に行われた。中性子スペクトル、中性子束、核分裂核種、照射時間等をパラメトリックに変えて崩壊熱を計算し、中性子捕獲反応による影響が調べられた。その結果、軽水炉ECCSの設計に於て問題となる10$$^{4}$$秒以下の冷却時間に於ては熱中性子捕獲反応の影響は小さいことが明らかとなった。その影響がはっきり現れるのは10$$^{5}$$秒以上の冷却時間に於てであり、10$$^{6}$$秒および10$$^{8}$$秒近傍でピークをもつ。$$^{2}$$$$^{3}$$$$^{5}$$Uを熱中性子束3$$times$$10$$^{1}$$$$^{3}$$n/cm$$^{2}$$/secで1年間照射した場合、10$$^{4}$$秒、10$$^{6}$$秒、10$$^{3}$$秒、10$$^{9}$$秒の冷却時間に於ける崩壊熱の中性子捕獲反応による変化割合はそれぞれ-0.2%、+2.4%、+10.5%、+0.2%となっている。

口頭

J-PARC/MLF/ANNRIでの核データ測定と放射化分析の接点

木村 敦

no journal, , 

J-PARC/MLFに設置した中性子核反応測定装置(ANNRI)において、中性子捕獲反応断面積測定、即発$$gamma$$線分析の研究を進めている。即発$$gamma$$線は中性子捕獲反応断面積と物質量、検出器の検出効率の積が測定されるため、中性子捕獲反応断面積測定と即発$$gamma$$線分析は対象とする物理量が異なるだけで、測定の手順や手法などで共通する点が多い。そこで、本発表ではANNRIに設置した実験装置の概要や最新の改良点を紹介するとともに、断面積測定と即発$$gamma$$線分析での共通点及び違いについて報告を行う。

口頭

Current activities for nuclear data measurements at ANNRI

木村 敦; 原田 秀郎; 中村 詔司; 藤 暢輔; 井頭 政之*; 片渕 竜也*; 水本 元治*; 堀 順一*; 木野 幸一*

no journal, , 

Accurate data of neutron-capture cross sections for minor actinides (MAs) and long-lived fission products (LLFPs) are important in detailed engineering designs and safety evaluations of innovative nuclear reactor systems. However, accurate measurements of these cross sections are very difficult due to high radioactivity of these samples. To overcome the difficulty, "Accurate Neutron-Nucleus Reaction measurement Instrument (ANNRI)" has been constructed in the Materials and Life science experimental Facility at the Japan Proton Accelerator Research Complex, and measurements of neutron-capture cross sections of MAs and LLFPs with high intensity pulsed neutrons have been started from 2008. In this presentation, measurement activities and results in ANNRI are presented.

口頭

Measurement of neutron-capture cross section of $$^{120}$$Sn with the array of Ge spectrometer at the J-PARC/MLF/ANNRI

木村 敦; 原田 秀郎; 中村 詔司; 藤 暢輔; 井頭 政之*; 片渕 竜也*; 水本 元治*; 堀 順一*; 木野 幸一*

no journal, , 

A $$^{126}$$Sn sample for a nuclear data experiment contains a large amount of tin stable isotopes, $$^{115, 117-120, 122, 124}$$Sn, because they also have fission yields and the sample is normally prepared only through a chemical process from spent fuel. Therefore, to obtain accurate cross-section data for $$^{126}$$Sn, a series of neutron-capture cross-section measurements for all the tin stable isotopes have been started with Accurate Neutron-Nucleus Reaction measurement Instrument (ANNRI) of Materials and Life science experimental Facility (MLF) in Japan Proton Accelerator Research Complex (J-PARC). The preliminary results of the neutron-capture cross sections for $$^{112}$$Sn and $$^{118}$$Sn have been reported in ND2013. In this presentation, preliminary result of the neutron-capture cross-section for $$^{120}$$Sn is reported in the neutron energy range from 10 meV to 2 keV.

口頭

マイナーアクチニドの中性子核データ精度向上に係る研究開発,4; J-PARC ANNRIを用いた$$^{243}$$Am中性子捕獲断面積及び全中性子断面積の測定

木村 敦; 中村 詔司; 寺田 和司; 中尾 太郎; 原田 秀郎; 片渕 竜也*; 井頭 政之*; 高宮 幸一*; 福谷 哲*; 藤井 俊行*; et al.

no journal, , 

原子力システム研究開発事業「マイナーアクチニドの中性子核データ精度向上に係わる研究開発」の一環として、J-PARC ANNRIにおいて、様々な手法で高精度に定量された$$^{243}$$Am試料を用い、$$^{243}$$Amの中性子捕獲反応断面積及び全中性子断面積の両方をTOF法により高精度に測定し、過去の実験値や評価済みデータとの比較を行った。

口頭

核変換システム開発のための長寿命MA核種の高速中性子捕獲反応データの精度向上に関する研究,2; J-PARC ANNRIでの中性子フィルタ装置開発と捕獲反応断面積測定

木村 敦; 中村 詔司; 岩本 信之; 岩本 修; 片渕 竜也*; 寺田 和司*; Rovira, G.*; 堀 順一*; 芝原 雄司*

no journal, , 

「核変換システム開発のための長寿命MA核種の高速中性子捕獲反応データの精度向上に関する研究」において、J-PARC ANNRIでの高速中性子エネルギー領域における捕獲反応断面積測定を進めている。ANNRIでの測定はJ-PARCの大強度中性子ビームが利用可能なため、統計精度が改善し、中性子捕獲断面積の高精度化が可能となる。しかしながら、中性子ビームがダブルパルスの構造を持つため中性子エネルギー分解能が悪いという問題があった。この問題を解決するため、中性子ビームを準単色化する中性子フィルタ装置の開発を行った。本発表では、開発した中性子フィルタ装置と断面積の測定計画について報告を行う。

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。

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