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中村 詔司; 遠藤 駿典; Rovira Leveroni, G.; 木村 敦; 芝原 雄司*
KURNS Progress Report 2024, P. 31, 2025/06
本研究は、生成放射能を評価するために、廃止措置で問題となる核種について熱中性子捕獲断面積を測定するものである。本件では、対象核種の中からHoを選定し、京大原子炉にて放射化法によりその熱中性子捕獲断面積を測定した。今回、
Ho(n,
)
Ho反応について2.79
0.04 barnを得た。従来の報告値は3.4
0.5(b)に対して、誤差1.4
に向上して導出することができた。また副産物として、
Ho(n,
)
Ho反応について61.2
0.6 barnを得た。
Hoと
Hoの生成の断面積を合わせて、64.0
0.6 barnを求めた。今回の結果は、TOF法による過去の報告値64.4
2.8(b)や、最近の評価値64.69 barn、64.4
1.2 barnを誤差の範囲で支持した。
中村 詔司; 芝原 雄司*; 遠藤 駿典; Rovira Leveroni, G.; 木村 敦
Journal of Nuclear Science and Technology, 62(3), p.300 - 307, 2025/03
被引用回数:0 パーセンタイル:0.00(Nuclear Science & Technology)As nuclear facilities are dismantled in decommissioning, large amount of various waste is generated. Even more inconveniently, waste is radioactive due to neutron activation. Thus, the neutron capture cross-sections of nuclides targeted in decommissioning are required to evaluate the radioactivity produced. In this work, Fe nuclide was selected among objective nuclides for decommissioning, and its thermal-neutron capture cross-section was measured by a neutron activation method at the graphite thermal column of Kyoto University Research Reactor in 5-MW operation. The thermal-neutron capture cross-section was derived using
s convention. The present work obtained 1.36
0.03 barns for the
Fe(n,
)
Fe reaction. The present result supports the JENDL-5 evaluation within 2
. If updated with currently recommended nuclear data, some of the reported past data would support the present result.
中村 詔司; 芝原 雄司*; 遠藤 駿典; Rovira Leveroni, G.; 木村 敦
Journal of Nuclear Science and Technology, 14 Pages, 2025/00
被引用回数:0 パーセンタイル:0.00(Nuclear Science & Technology)In the decommissioning of nuclear facilities, large amounts of radioactive waste are generated due to neutron activation. In that case, neutron capture cross-sections of nuclides targeted in decommissioning are required to evaluate their radioactivities produced. The present study selected two nuclides, Er and
Hf, among objective ones for decommissioning, and thermal-neutron capture cross-sections for their parent nuclides were measured by the neutron activation method at the Kyoto University Research Reactor under 1-MW operation. The thermal-neutron capture cross-sections were derived on the basis of Westcott's convention. The present study obtained the results as follows: 8.19
0.35 barns for the
Er(n,
)
Er reaction and 13.57
0.14 barns for the
Hf(n,
)
Hf reaction. As a by-product, the measurements of the Hf sample also yielded 0.427
0.006 barns for the
Hf(n,
)
Hf reaction. This study revealed that some experimental and data evaluations differ from the present results by more than the experimental uncertainties.
中村 詔司; 芝原 雄司*; 遠藤 駿典; Rovira Leveroni, G.; 木村 敦
Journal of Nuclear Science and Technology, 61(11), p.1415 - 1430, 2024/11
被引用回数:1 パーセンタイル:51.66(Nuclear Science & Technology)廃止措置においては、生成放射能の評価に資する核データとして、中性子捕獲断面積を整備する必要がある。本研究では、整備すべき対象核種のうちSc,
Cu,
Zn,
Ag及び
Inを選定し、KURのTC-Pnを用いてそれらの熱中性子捕獲断面積測定を行った。その結果、熱中性子捕獲断面積の結果が、以下のとおり得られた:
Sc(n,
)
Sc反応は27.18
0.28 barn、
Cu(n,
)
Cu反応は4.34
0.06 barn、
Zn(n,
)
Zn反応は0.719
0.011 barn、
Ag(n,
)
Ag反応は4.05
0.05 barn、そして
In(n,
)
In
反応は8.53
0.27 barn。ScとZnの結果は、これまでに報告されている評価値を誤差範囲で支持するが、一方、他の核種については評価値と異なる結果となった。得られた結果は、生成量評価にはもちろん、これらの核種を中性束モニタとして利用する場合に用いることが考えられる。
石川 諒尚; 田中 浩基*; 中村 哲志*; 熊田 博明*; 櫻井 良憲*; 渡辺 賢一*; 吉橋 幸子*; 棚上 裕生*; 瓜谷 章*; 鬼柳 善明*
Journal of Radiation Research (Internet), 65(6), p.765 - 775, 2024/11
被引用回数:0 パーセンタイル:0.00(Biology)From the viewpoints of the advantage depths (ADs), peak tumor dose, and skin dose, we evaluated the effect of neutron beam properties, namely, the ratio between thermal and epithermal neutron fluxes (thermal/epithermal ratio), fast neutron component, and -ray component on the dose distribution. Several parameter surveys were conducted with respect to the beam properties of neutron sources for boron neutron capture therapy assuming boronophenylalanine as the boron agent using our dose calculation tool, called SiDE. The ADs decreased by 3% at a thermal/epithermal ratio of 20% - 30% compared with the current recommendation of
. The skin dose increased with the increasing thermal/epithermal ratio, reaching a restricted value of 14 Gy-eq at a thermal/epithermal ratio of
. The fast neutron component was modified using two different models, namely, the "linear model," in which the fast neutron intensity decreases log-linearly with the increasing neutron energy, and the "moderator thickness (MT) model," in which the fast neutron component is varied by adjusting the moderator thickness in a virtual beam shaping assembly. Although a higher fast neutron component indicated a higher skin dose, the increment was
at a fast neutron component of
Gy cm
for both models. Furthermore, in the MT model, the epithermal neutron intensity was
higher at a fast neutron component of
Gy cm
compared with the current recommendation of
Gy cm
. The
-ray component also caused no significant disadvantages up to several times larger compared with the current recommendation.
長谷美 宏幸; 甲斐 哲也
JAEA-Testing 2024-001, 39 Pages, 2024/08
RAIM (Resonance Analysis code for neutron IMaging)は大強度陽子加速器施設J-PARCの物質・生命科学実験施設(MLF)などのパルス中性子源で測定した共鳴吸収スペクトルを解析し、試料の原子核の密度や温度などの情報を求める解析コードである。RAIMは中性子のパルス関数と断面積データをもとにした共鳴吸収関数の畳み込み計算によりパルス中性子源で測定される共鳴吸収スペクトルを再現し、測定で得られた共鳴吸収スペクトルデータに対してフィッティングを行うことで、試料に含まれる特定の元素の密度や温度を求めることができる。また、RAIMは計算設定のパラメータを極力少なくすることや、2次元検出器で測定した数多くのスペクトルを一括で処理するスクリプトを用意するなど、共鳴イメージングデータを容易に解析することを念頭に開発されている。本書はRAIMの計算機へのインストール方法および共鳴吸収スペクトルのシミュレーションと測定データへのフィッティング方法について説明するマニュアルである。
Casanovas-Hoste, A.*; 原田 秀郎; 木村 敦; 他130名*
Physical Review Letters, 133(5), p.052702_1 - 052702_8, 2024/07
被引用回数:3 パーセンタイル:75.95(Physics, Multidisciplinary)Tl(n,
) cross section was measured at the CERN neutron time-of-flight facility n_TOF, employing a sample of only 9 mg of
Tl produced at the Institute Laue Langevin high flux reactor. At the
-process temperatures of kT
8 keV and kT
30 keV, Maxwellian-averaged cross sections (MACS) of 580(168) mb and 260(90) mb, respectively. These figures are about 3% lower and 20% higher than the corresponding values widely used in astrophysical calculations, which were based only on theoretical calculations. By using the new
Tl MACS, the uncertainty arising from the
Tl(n,
) cross section on the
-process abundance of
Pb has been reduced from
30% down to +8%/-6%, and the
-process calculations are in agreement with the latest solar system abundance of
Pb reported by K. Lodders in 2021.
遠藤 駿典; 木村 敦; 中村 詔司; 岩本 修; 岩本 信之; Rovira Leveroni, G.; 藤 暢輔; 瀬川 麻里子; 前田 亮
Nuclear Science and Engineering, 198(4), p.786 - 803, 2024/04
被引用回数:1 パーセンタイル:23.64(Nuclear Science & Technology)The neutron transmission ratio and capture yield for Ta were measured in J-PARC MLF ANNRI to improve the accuracy of resonance parameters. The total cross section was determined from the transmission ratio in the energy range from 0.2 to 150 eV. The capture cross section was obtained from the capture yield using the pulse height weighting technique (PHWT) in the energy range from thermal to 150 eV. The obtained transmission ratio and capture cross-section were fitted by the resonance analysis code, REFIT, and the resonance parameters were determined below 150 eV. It was also discussed the correlations caused by fitting based on statistical uncertainty and correlations for systematic uncertainty based on sample thickness in the transmission measurements.
Amaducci, S.*; 原田 秀郎; 木村 敦; 他130名*
Physical Review Letters, 132(12), p.122701_1 - 122701_8, 2024/03
被引用回数:5 パーセンタイル:82.50(Physics, Multidisciplinary)Ce(n,
) is a key reaction for slow neutron-capture (
-process) nucleosynthesis due to being a bottleneck in the reaction flow. For this reason, it was measured with high accuracy (uncertainty
5%) at the n_TOF facility, with an unprecedented combination of a high purity sample and low neutron-sensitivity detectors. The measured Maxwellian averaged cross section is up to 40% higher than previously accepted values. Stellar model calculations indicate a reduction around 20% of the s-process contribution to the Galactic cerium abundance and smaller sizeable differences for most of the heavier elements. No variations are found in the nucleosynthesis from massive stars.
Cho, S.*; Suh, H.*; Im, S.*; Kim, G.*; 兼松 学*; 諸岡 聡; 町田 晃彦*; 菖蒲 敬久; Bae, S.*
Construction and Building Materials, 409, p.133866_1 - 133866_20, 2023/12
被引用回数:13 パーセンタイル:83.68(Construction & Building Technology)The effects of various initial carbonation curing environments on the phase evolution and resulting mechanical characteristics of tricalcium silicate paste were studied. For the analyses of the reaction products and microstructure, synchrotron X-ray diffraction, thermogravimetry, Fourier transform-infrared spectroscopy, scanning electron microscopy with energy dispersive X-ray spectroscopy and high-resolution X-ray computed tomography were utilized. CS cured under carbonation environment pressurized by 0.1 MPa showed excellent mechanical properties owing to the highest degree of reaction and homogeneous generation of CaCO
with low-Ca/Si calcium silicate hydrates, resulting in a dense matrix with refined pore structure. C
S paste treated under other carbonation conditions underwent deteriorative microstructural phase transitions, including void evolution by decalcification of C-S-H and an inhomogeneous composition of crystalline phases, resulting in inferior properties.
遠藤 駿典; 河村 しほり*; 奥平 琢也*; 吉川 大幹*; Rovira Leveroni, G.; 木村 敦; 中村 詔司; 岩本 修; 岩本 信之
European Physical Journal A, 59(12), p.288_1 - 288_12, 2023/12
被引用回数:2 パーセンタイル:43.87(Physics, Nuclear)ランタン(La)-139の断面積と共鳴パラメータは、原子力分野への応用や基礎核物理の研究にとって重要である。本論文では、大強度陽子加速器施設(J-PARC)のANNRIにてLaの中性子全断面積と捕獲断面積を測定した。Negative共鳴を含む4つの共鳴の共鳴パラメータを、共鳴解析コードREFITを用いて求めた。その結果いくつかの共鳴パラメータにおいて、評価済み核データライブラリとの不一致が見られた。さらに全断面積を再現するために、スピン依存する散乱半径もフィットした。得られた散乱半径は、評価済み核データライブラリで記録されたものよりも大きいことがわかった。
中村 詔司; 芝原 雄司*; 遠藤 駿典; 木村 敦
Journal of Nuclear Science and Technology, 60(11), p.1361 - 1371, 2023/11
被引用回数:3 パーセンタイル:59.85(Nuclear Science & Technology)廃止措置の対象核種の中からNbについて、熱中性子捕獲断面積(
)および共鳴積分(I
)を放射化法により測定した。また、
Nbの半減期を質量分析により測定した。ニオブ93試料は、京都大学複合原子力科学研究所の研究炉に整備されている水圧輸送艦を用いて照射した。金-アルミ合金線、およびコバルト-アルミ合金線を用いて、照射位置における中性子束成分を測定した。厚さ25
mのガドリニウム箔を用いた照射も行って、熱および熱外中性子による反応率の寄与をより分けた。ガドリニウムの厚さから、カットオフ・エネルギーは0.133eVに設定した。ニオブ試料中に含まれている不純物により生成される
Taの放射能を減衰させるために、約2年間ニオブ試料を冷却した。
線スペクトロスコピーにより照射されたニオブ試料およびモニタの生成放射能を測定した。Westcottコンベンションに基づいて解析を行い、
およびI
を、それぞれ1.11
0.04barnおよび10.5
0.6barnと導出することができた。
線測定の後に、ニオブ試料の質量分析を行い、反応率を導出した。
線スペクトロスコピーと質量分析で得られたデータを組み合わせることにより、
Nbの半減期を、(2.00
0.15)
10
年と導出することができた。
Sosnin, N. V.*; 原田 秀郎; 木村 敦; 他128名*
Physical Review C, 107(6), p.065805_1 - 065805_9, 2023/06
被引用回数:1 パーセンタイル:25.07(Physics, Nuclear)The Se(n,
) reaction is of importance for
Se abundance during the slow neutron capture process in massive stars. We have performed a new measurement of the
Se radiative neutron capture cross section at the Neutron Time-of-Flight facility at CERN. Resonance capture kernels were derived up to 51 keV and cross sections up to 200 keV. Maxwellian-averaged cross sections were calculated for stellar temperatures between kT = 5 keV and kT = 100 keV, with uncertainties between 4.2% and 5.7%. Our results lead to substantial decreases of 14% and 19% in
Se abundances produced through the slow neutron capture process in selected stellar models, compared to using previous recommendation of the cross section.
奥平 琢也*; 谷 結以花*; 遠藤 駿典; Doskow, J.*; 藤岡 宏之*; 広田 克也*; 亀田 健斗*; 木村 敦; 北口 雅暁*; Luxnat, M.*; et al.
Physical Review C, 107(5), p.054602_1 - 054602_7, 2023/05
被引用回数:5 パーセンタイル:73.96(Physics, Nuclear)波共鳴と
波共鳴の混合に起因するParity violationの増幅が観測されている
Xe+nにおける3.2eV共鳴からのガンマ線の中性子エネルギーに依存する角度分布を測定した。
波共鳴からのガンマ線の遷移を同定し、1807keVの終状態に遷移する7132keVガンマ線の角度分布を評価した。この角度分布は
波共鳴と
波共鳴の干渉による結果と考えられており、複合核におけるParity violationの増幅メカニズムの理解に役立つ。
Lederer-Woods, C.*; 原田 秀郎; 木村 敦; 他128名*
European Physical Journal A, 58(12), p.239_1 - 239_9, 2022/12
被引用回数:0 パーセンタイル:0.00(Physics, Nuclear)Neutron capture reaction cross sections on Ge are of importance to determine
Ge production during the astrophysical slow neutron capture process. We present new resonance data on
Ge(n,
) reactions below 70 keV neutron energy. We calculate Maxwellian averaged cross sections, combining our data below 70 keV with evaluated cross sections at higher neutron energies. Our stellar cross sections are in agreement with a previous activation measurement performed at Forschungszentrum Karlsruhe by Marganiec et al., once their data has been re-normalised to account for an update in the reference cross section used in that experiment.
中村 詔司; 芝原 雄司*; 遠藤 駿典; 木村 敦
Journal of Nuclear Science and Technology, 59(11), p.1388 - 1398, 2022/11
被引用回数:1 パーセンタイル:14.04(Nuclear Science & Technology)本研究は、放射性核種のNpを取り上げて、よく熱化された中性子場を用いて放射化法により
Npの熱中性子捕獲断面積を測定した。
Npの標準溶液を、照射試料に用いた。照射位置の中性子束は、
Sc,
Co,
Mo,
Taそして
Auを、中性子束モニタに使用した。
Np試料とモニタを一緒に、京都大学研究炉の黒鉛照射設備にて30分間照射した。同様の照射を2回繰り返した。照射後に、
Np試料を、それと放射平衡の関係にある
Paからの312keVガンマ線を測定して定量した。
Npの反応率を、生成された
Npから放出されるガンマ線の収量から求めた。
Npの熱中性子捕獲断面積は、2回照射の結果の加重平均を取って173.8
4.4barnと導出された。この結果は、飛行時間法により測定されたデータと、誤差の範囲で一致した。
中村 詔司; 遠藤 駿典; 木村 敦; 芝原 雄司*
KURNS Progress Report 2021, P. 93, 2022/07
核廃棄物中のマイナーアクチニドの核変換の観点から、本研究はNpを選定して、その熱中性子捕獲断面積を、良く熱化された中性子場を用いて放射化法により測定した。
Np標準溶液を試料に使用した。熱中性子場は、中性子束モニタ
Sc,
Co,
Mo,
Taと
Auを用いて測定した。
Np試料は、モニタと一緒に、京大炉の黒鉛照射設備にて30分間照射した。結果の再現性を確認するために、同様の照射を繰り返した。照射後、
Np試料は、
Npと放射平衡の関係にある
Paからの312-keVガンマ線を用いて定量した。
Npの反応率は、生成された
Npから放出されるガンマ線のピークカウント,検出効率,実験条件を用いて求めた。得られた反応率を熱中性子束で割り込むことで、
Npの熱中性子捕獲断面積を173.8
4.7 barnと導出した。この結果は、飛行時間測定法で得られた報告値と不確かさの範囲内で一致した。
遠藤 駿典; 木村 敦; 中村 詔司; 岩本 修; 岩本 信之; Rovira Leveroni, G.; 寺田 和司*; 明午 伸一郎; 藤 暢輔; 瀬川 麻里子; et al.
Journal of Nuclear Science and Technology, 59(3), p.318 - 333, 2022/03
被引用回数:10 パーセンタイル:70.62(Nuclear Science & Technology)In order to improve the accuracy of the cross-section and the resonance parameters of Nb, neutron capture and total cross-sections were measured using the J-PARC MLF ANNRI. The thermal-neutron capture cross-section was deduced as 0.97
0.12 b. The resonance parameters of 11 resonances below 400 eV were determined from obtained capture cross-sections and transmission ratios by using the resonance analysis code, REFIT.
Rovira Leveroni, G.; 片渕 竜也*; 登坂 健一*; 松浦 翔太*; 児玉 有*; 中野 秀仁*; 岩本 修; 木村 敦; 中村 詔司; 岩本 信之
Journal of Nuclear Science and Technology, 59(1), p.110 - 122, 2022/01
被引用回数:5 パーセンタイル:48.19(Nuclear Science & Technology)Neutron capture cross-section measurements for Np have been conducted with the Accurate Neutron Nucleus Reaction Measurement Instrument (ANNRI) at the Materials and Life Science Facility (MLF) of the Japan Proton Accelerator Research Complex (J-PARC) using neutrons with energy ranging from thermal energy to 1 MeV. A Time of Flight (TOF) method using a NaI(Tl) detector was employed for these measurements and the data were analyzed based on the pulse-height weighting technique in order to derive the neutron capture cross-section. The absolute capture cross-section was determined using the whole shape of the first resonance from JENDL-4.0 together with the total neutron flux derived from a
Au sample measurement in which the first resonance was completely saturated. Both normalization techniques present agreement within 2%. The present results are also compared evaluated data libraries. There is a discrepancy of 10-25% discrepancy from 0.5 to 20 keV with JENDL-4.0. Nonetheless, above this energy, the JENDL-4.0 seems to reproduce the present data better as the results agree within uncertainties up to 500 keV. The cross-section results contain errors below 4% from 0.5 to 30 keV. However, the total uncertainty increases to over 8% over that energy. Along with the cross section measurement, theoretical calculations were performed to reproduce the present results.
中村 詔司; 芝原 雄司*; 遠藤 駿典; 木村 敦
Journal of Nuclear Science and Technology, 58(10), p.1061 - 1070, 2021/10
被引用回数:9 パーセンタイル:70.62(Nuclear Science & Technology)良く熱化された中性子場では、原理的には熱外中性子による寄与を考えることなく熱中性子捕獲断面積を導出することができる。このことを、京都大学原子炉の黒鉛照射設備にて放射化法を用いて示した。最初に、黒鉛照射設備が良く熱化された中性子場であることを確認するために、中性子束モニタ: Au,
Co,
Sc,
Cu, and
Moの照射を行った。Westcottのコンヴェンションに基づき、黒鉛照射設備が非常に熱化されていることを確認した。次に、実証としてこの照射場を用いて
Ta(n,
)
Ta反応の熱中性子捕獲断面積の測定を行い、20.5
0.4 barnを導出した。この結果は、評価値20.4
0.3 barnを支持した。また、
Ta核種は、
Auと
Moモニタの間の感度を補間する中性子モニタとして使えることが分かった。