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論文

Characterization of bremsstrahlung and $$gamma$$-rays of fuel debris

松村 太伊知; 奥村 啓介; 藤田 学*; 坂本 雅洋; 寺島 顕一; Riyana, E. S.

Radiation Physics and Chemistry, 199, p.110298_1 - 110298_8, 2022/10

The characterization of bremsstrahlung and $$gamma$$-rays from fuel debris differs from that of spent fuels evaluated to date, due to factors such as material composition and release of volatile fission products. In this work, in order to clarify the conditions under which the effect of bremsstrahlung compared to the total photons (bremsstrahlung and $$gamma$$-rays) in fuel debris is maximized, the average energies and dose rates from the energy spectra of bremsstrahlung and $$gamma$$-rays on the fuel debris surface were obtained using a Monte Carlo simulation. In the simulation, the average energies and dose rates were evaluated with consideration of the composition, size, fission product release, and retrieval time of the fuel debris. The simulation showed that the composition with the largest amount of change to the average total photons energy caused by bremsstrahlung was the molten fuel debris, and the composition with the maximum fraction of bremsstrahlung in the dose rate was the UO$$_{2}$$. The maximum value of the fraction of bremsstrahlung in the dose rate was evaluated to be about 17%. This work is expected to contribute to the prediction of the radiation characteristics of the fuel debris that will be retrieved from the Fukushima Daiichi Nuclear Power Station in the near future.

論文

Yields of strand breaks and base lesions induced by soft X-rays in plasmid DNA

横谷 明徳; 藤井 健太郎; 牛込 剛史; 鹿園 直哉; 漆原 あゆみ; 渡邊 立子

Radiation Protection Dosimetry, 122(1-4), p.86 - 88, 2006/12

 被引用回数:10 パーセンタイル:59.81(Environmental Sciences)

軟X線により誘発される、DNA損傷の収率を調べた。軟X線のLETは、$$gamma$$線と超軟X線のそれの中間にある。通常のX線発生装置から得られる広いエネルギースペクトルを持つ軟X線は、放射線生物学実験のみならず乳がん検診にも広く用いられている。ICRPの勧告によれば、軟X線の放射線加重係数は$$gamma$$線のそれと同じ1とされている。しかし、そのエネルギースペクトル上には、制動放射により発生する数10keV以下の低エネルギー光子の成分がかなり多い。これらの低エネルギー光子は、光電効果により低速の光電子やAuger電子を多数発生させるためDNAに対してより高密度な電離・励起を与え、複雑なDNA損傷を誘発すると考えられる。われわれはWターゲット,150kVpで運転したX線発生装置より得られる軟X線をDNAに照射し、生じたDNAの鎖切断収率を定量した。さらに、塩基除去修復酵素との反応を利用して定量された塩基損傷の収率についても報告する予定である。

論文

Role of bremsstrahlung radiation in limiting the energy of runaway electrons in Tokamaks

Bakhtiari, M.; Kramer, G. J.*; 武智 学; 玉井 広史; 三浦 幸俊; 草間 義紀; 鎌田 裕

Physical Review Letters, 94(21), p.215003_1 - 215003_4, 2005/06

 被引用回数:41 パーセンタイル:82.53(Physics, Multidisciplinary)

トカマクにおいて発生する逃走電子の制動輻射は逃走電子の最大エネルギーを制限することがわかった。逃走電子の取りうる最小、及び最大のエネルギーはそれぞれ衝突と制動輻射によって決められている。さらに、キセノンのような高Zガスを入射することによって、ディスラプションによって励起された逃走電子電流を逃走電子が第一壁に到達する前に停止しうることがわかった。

論文

Measurement of depth distributions of $$^{3}$$H and $$^{14}$$C induced in concrete shielding of an electron accelerator facility

遠藤 章; 原田 康典; 川崎 克也; 菊地 正光

Applied Radiation and Isotopes, 60(6), p.955 - 958, 2004/06

 被引用回数:5 パーセンタイル:36.97(Chemistry, Inorganic & Nuclear)

東海研究所の電子リニアックは、核物理研究,放射性同位元素の製造等に用いられる強力中性子,光子及び電子線源として33年間利用され、1993年にその運転を停止した。本研究では、コンクリート遮へい体中に生成された誘導放射性核種量を調査するために、ボーリングにより遮へい体から試料を採取し、$$^{3}$$H及び$$^{14}$$Cの濃度分布を測定した。測定結果は、加速器施設のデコミッショニング,廃棄物管理における有用なデータとして利用することができる。

論文

Applicability study on existing dosimetry systems to high-power Bremsstrahlung irradiation

Mehta, K.*; 小嶋 拓治; 須永 博美

Radiation Physics and Chemistry, 68(6), p.959 - 962, 2003/12

 被引用回数:3 パーセンタイル:26.72(Chemistry, Physical)

既存線量計システムの高出力制動放射線への適用性を線量相互比較を通して調べた。5MeV電子加速器から得た高出力制動放射線を用いて数種の線量計をファントム中で4-12kGy照射した。線量計には、3種のアラニン線量計と3種の液体化学線量計(硫酸セリウム,重クロム酸及びエタノールクロロベンゼン)及びグルタミン線量計を用いた。制動放射線に対する線量応答については、Co-60$$gamma$$線の校正曲線から線量値を決定した。いずれの線量計も3線量レベルの値は3%以内でよく一致し、高出力制動放射線にも応用できることが示された。

報告書

Inferring $$Z_{eff}$$ spatial profile from background light in incoherent Thomson scattering diagnostic

内藤 磨; 波多江 仰紀

JAERI-Research 2002-033, 9 Pages, 2003/03

JAERI-Research-2002-033.pdf:0.46MB

トムソン散乱計測機器を用いて、電子温度分布,電子密度分布と同時にプラズマの有効荷電数($$Z_{eff}$$)分布を計測する方法について報告する。通常は正味の散乱光子数を求めるために散乱光からの差し引きだけに使われる背景光のデータは制動放射光の視野積分の情報を含んでいる。シミュレーションによる解析の結果、不純物線からの背景光への寄与が制動放射光の1割以下であれば、この背景光のデータを用いることにより十分な精度で有効荷電数分布を再構成できることを明らかにした。

論文

Photofission of $$^{209}$$Bi at intermediate energies

羽場 宏光; 笠岡 誠*; 五十嵐 学*; 鷲山 幸信*; 松村 宏*; 大浦 泰嗣*; 柴田 誠一*; 坂本 浩*; 古川 路明*; 藤原 一郎*

Radiochimica Acta, 90(7), p.371 - 382, 2002/08

 被引用回数:2 パーセンタイル:17.59(Chemistry, Inorganic & Nuclear)

最大エネルギー(E$$_{0}$$)=450-1100MeVの制動放射線を$$^{209}$$Bi標的に照射し、生成核質量数領域56$$leq$$A$$leq$$135において総計63核種の光核分裂収率を測定した。これらの収率値に、most probable charge(Z$$_{p}$$)をAの一次関数Z$$_{p}$$=RA+S,分布の半値幅FWHM$$_{CD}$$をAによらず一定と仮定したガウス関数を最小二乗フィットさせ荷電分布を求めた。Z$$_{p}$$並びにFWHM$$_{CD}$$値は、E$$_{0}$$$$geq$$600MeVで変化せず一定でR=0.421$$pm$$0.001, S=0.6$$pm$$0.1, FWHM$$_{CD}$$=2.1$$pm$$0.1c.d.であった。これらの荷電分布パラメータを基に収率データがある質量数で質量収率を求めた。得られた対称的質量収率分布はガウス関数で再現でき、その半値幅(FWHM$$_{MD}$$)とmost probable mass(A$$_{p}$$)はそれぞれFWHM$$_{MD}$$=33$$pm$$1m.u.,A$$_{p}$$=96$$pm$$1m.u.であった。本研究で得られた$$^{209}$$Biの荷電分布,質量収率分布は、$$^{197}$$Auの同様の実験結果並びに光子誘起核内カスケード理論計算PICA3/GEM(Photon-induced Intranuclear Cascade Analysis code combined with the Generalized Evaporation Model)と比較しながら議論する。

論文

Measurement of photoneutron spectrum due to gas bremsstrahlung at the insertion decive beamline of SPring-8

浅野 芳裕

Advanced Photon Source International Workshop on Radiation Safety at Synchrotron Radiation Sources, p.1 - 7, 2001/04

SPring-8のビームラインには最大8GeVのエネルギーを持つ制動放射線が混入してくる。この高エネルギー$$gamma$$線と遮蔽体であるビームライン構造物との光核反応によって中性子が発生する。この光核反応中性子スペクトルを測定した。また得られたスペクトルや、ハッチ外での光核反応中性子線量とモンテカルロシミュレーション計算結果と比較し、良い一致を得られた。このことから、今までビームライン建設を進めるうえで、ガス制動放射線による光核反応中性子線量と精度良く評価できるようになった。

論文

Characterization and evaluation studies on some JAERI dosimetry systems

小嶋 拓治; 須永 博美; 橘 宏行; 滝沢 春喜; 田中 隆一

IAEA-TECDOC-156, p.91 - 98, 2000/06

アラニン線量計を主として、原研で開発し使用している数種類の線量測定システムについて、線量率、放射線照射中の温度、線量計読み取り時の温度や素子の方向等が、線量応答に与える影響を定量的に明らかにした。これらにより、$$^{60}$$Co$$gamma$$線、0.15~3MeV電子線及び制動放射X線のリファレンス/トランスファー線量計あるいはルーチン線量計としての特性を評価した。これとともに、線量相互比較を通じて、これらの線量測定システムにより与えられる線量値の信頼性をチェックした。本成果は、1995年より行われたIAEAの研究協力計画「放射線プロセスにおける品質保証のための大線量測定システムの特性研究と評価」の一環として得られたものである。

論文

Collisional relaxation of an electron velocity distribution function in ultra-fast laser irradiation

山極 満; Koga, J. K.; 匂坂 明人*; 永島 圭介

Plasma Physics and Controlled Fusion, 41(2), p.265 - 270, 1999/00

 被引用回数:2 パーセンタイル:9.27(Physics, Fluids & Plasmas)

超短パルスレーザー照射完全電離プラズマにおいて加熱される電子の速度分布関数の衝突緩和について2次元非線形フォッカー-プランク解析を行った。トンネリングイオン化あるいはATI(above-threshold ionization)を経て生じる電子振動及び電子-イオン衝突による逆制動輻射加熱に対する電子-電子衝突の効果について検討を行った。電子-電子衝突の有無による低エネルギー電子の個数の差異はレーザーパルス後でも数10%に達し得ることを見いだした。これは、低速電子による再結合率評価において電子の自己衝突効果を無視し得ないことを示している。さらに、本研究では、電子の1次元エネルギースペクトルのほか、速度分布関数の2次元構造についても論議した。

論文

Intense coherent bremsstrahlung light source utilizing compact electron accelerators

峰原 英介; 田中 英一*

Proc. of 11th Symp. on Accelerator Sci. and Technol., P. 119, 1997/00

自由電子レーザーは、クライストロン等のマイクロ波の発振管の原理を可視光やもっと短波長の電磁波の発生に応用したものである。電子エネルギーは基本的には波長と直接的な電子ビームの関係式があり、厳しい制限を課しているが、アンジュレーター周期等を短くし、電子のバンチを波長程度に短くすれば小型の高出力電子加速器を自由電子レーザー駆動源として動作させることが可能である。発振させるためには、大電流が狭い空間に閉じ込められている必要があるが、これが満たされず、発振に必要な増幅率を確保できなくても有用な、強度の大きな、短波長の電磁波が利用できる。小型の高出力電子加速器を用いて、空間的または時間的に可干渉である遠赤外域から硬X線域までの広い範囲の電磁波を生成できることを議論し、この新しい光源を提案する。小型の高出力電子加速器は、電子ビームが高品質であることが必要であるので、具体的には20MeVから10MeV程度の超伝導リニアック及び静電加速器を想定している。アンジュレーターは、発生波長によって結晶格子、超格子及び通常型プレナーアンジュレーター等を利用することが可能である。

報告書

Calculation of air activation in an electron linac facility using the EGS4 code system

遠藤 章

JAERI-Tech 95-004, 19 Pages, 1995/02

JAERI-Tech-95-004.pdf:0.83MB

高エネルギー電子加速器施設では、電子ビームがターゲットに入射したとき発生する制動放射線による光核反応で、空気中の原子が放射化される。本研究では、電磁カスケードモンテカルロコードEGS4を用い、100MeV電子が銅ターゲットに入射したとき発生する制動放射線スペクトルを求め、空気中に生成される$$^{11}$$N、$$^{13}$$C、$$^{15}$$Oの濃度を計算した。計算で得られた濃度は、実測値とファクター2以内で一致し、モンテカルロ法で得られる制動放射線スペクトルが、電子加速器施設における誘導放射能の評価に有効であるとが示された。

論文

Buildup factors of gamma rays including bremsstrahlung and annihilation radiation for water,concrete,iron and lead

竹内 清*; 田中 俊一

Nuclear Science and Engineering, 87, p.478 - 489, 1984/00

 被引用回数:21 パーセンタイル:95.24(Nuclear Science & Technology)

平板垂直入射および平板等方入射ガンマ線の照射再生係数を典型的な軽核、中重核、重核である水、コンクリート、鉄、鉛に対してディスクリート・オーディネート直接積分コードPALLAS-PL,SP-Brを用いて計算した。これらのデータはコンプトン散乱、制動放射および消滅による二次光子の効果を含んでいる。制動放射線は重い物質の高エネルギー光子に対する照射再生係数に大きな影響を持つ。計算精度は平板水力入射6.2MeVおよび平板等方入射の8MeVガンマ線の鉛透過エネルギースペクトルおよび減衰線量についてPALLAS計算と実験との比較により、さらに0.5MeVおよび3.0MeV平板垂直入射線源からのガンマ線に対して水の照射再生係数について他の計算との比較により確められた。計算された再生係数の各物質について40mfpの深さまで鉛の0.4~15MeV以外は全て0.1~15MeVの入射エネルギーに対して表の形にまとめた。

論文

Transport calculation of gamma rays including bremsstrahlung by discrete ordinates code PALLAS

竹内 清*; 田中 俊一; 金野 正晴*

Nuclear Science and Engineering, 78, p.273 - 283, 1981/00

 被引用回数:27 パーセンタイル:92.92(Nuclear Science & Technology)

制動輻射線を含むガンマ線の輸送計算を行なうため、Discrete Ordinates直接積分法によう遮蔽計算コード、PALLASの改良が行われた。本法では、一次ガンマ線と媒質との相互作用によって生まれる電子のエネルギ分布と強度を計算し、次に媒質中において電子の連続減速モデルを適用することにより制動輻射線を評価している。 本研究では、幾つかの実験結果との比較も行われ、本手法とコードの正しさが証明された。また、doseビルドアップ係数に占める制動輻射線の寄与についても調べられ、鉛やタングステンのような重い物質の場合、制動輻射線の寄与は無視できないことなども明らかにされた。

報告書

EELOSS: The Program for calculation of electron energy loss data

田中 俊一

JAERI-M 9151, 36 Pages, 1980/10

JAERI-M-9151.pdf:1.1MB

核融合炉をはじめ、各種原子力施設における$$beta$$線や$$gamma$$線の遮蔽、あるいはドジメトリィにおいて必要とされる種々の電子のエネルギ損失データを計算するための汎用コード:EELOSSが開発された。本コードにより、0.01~15MeVの範囲の任意の電子に対する任意の物質中での下記のような電子のエネルギ損失データが得られる。(1)Collision Stopping Power (2)Restricted Collision Stopping Power (3)Radiative Stopping Power (4)Bremsstrahlung Production Cross Section 本研究では、EELOSSコードで得られるデータの精度や信頼性、あるいは実際の遮蔽計算への適用性等についても、種々の実験値との比較から検討され、EELOSSコードの有効性が実証された。

論文

Thorium irradiation with bremsstrahlung

中村 永子*

Radiochimica Acta, 1(2), p.66 - 67, 1963/00

抄録なし

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