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論文

Development of divertor simulation research in the GAMMA 10/PDX tandem mirror

中嶋 洋輔*; 坂本 瑞樹*; 吉川 正志*; 大木 健輔*; 武田 寿人*; 市村 和也*; 細井 克洋*; 平田 真史*; 市村 真*; 池添 竜也*; et al.

Proceedings of 25th IAEA Fusion Energy Conference (FEC 2014) (CD-ROM), 8 Pages, 2014/10

In the large tandem mirror device GAMMA 10/PDX, a divertor simulation experimental module (D-module) with a V-shaped divertor target have been installed in the end-mirror. A massive gas injection of hydrogen and noble gases (argon and xenon) into the D-module during hydrogen plasma irradiation onto the target was performed, and plasma detachment from the target was investigated. Electron temperature measured by Langmuir probe array on the target was significantly reduced from a few tens of eV to $$<$$ 3 eV, and particle flux was also reduced. A bright H$$alpha$$ emission in the upstream region of the D-module and strong reduction near the target were observed by a two-dimensional image of H$$alpha$$ emission in the target observed with a high-speed camera. Molecular activated recombination (MAR) process is expected to contribute to the reduction of the electron temperature and the particle flux.

論文

Collective Thomson scattering deagnostic for fast ion deuterium to tritium ratio measurement in open magnetic systems

Lee, S.; 近藤 貴; 芳野 隆治; Cho, T.*; 平田 真史*; 三浦 幸俊

Transactions of Fusion Technology, 39(1T), p.151 - 154, 2001/01

本研究ではレーザーを用いた開放端系プラズマ内部のイオン温度、及び高速イオン計測手法を提案する。さらに核融合反応により生じた$$alpha$$粒子がヘリウム灰として残留する割合や重水素-三重水素比等、炉心プラズマの実現と制御に対し重要な物理量の測定手法についても述べる。炭酸ガスレーザーによる微少角協同トムソン散乱法では、開放端装置における軸方向イオン温度及び高速イオン密度分布が単独のビームラインで同時計測可能である。また磁場に垂直な方向の散乱光成分を検出することで、イオンサイクロトロン周波数に共鳴した櫛形のスペクトル分布からヘリウム灰密度や燃料比が推定できる。本論文では開放端型炉心プラズマからの散乱光強度を計算により求め、本方式の実現可能性を示すとともに、現在稼働中のタンデムミラー装置GAMMA10において実証試験を行うための新計測方式についても言及した。

論文

Development of scintillation-light-transmission type phoswich detector for simultaneous $$alpha$$- and $$beta$$($$gamma$$)-ray counting

安田 健一郎; 臼田 重和; 軍司 秀穂

IEEE Transactions on Nuclear Science, 47(4), p.1337 - 1340, 2000/08

 被引用回数:7 パーセンタイル:55.15(Engineering, Electrical & Electronic)

グローブボックスやホットセルのように、狭くてかつ隔離された空間においても利用可能な$$alpha$$及び$$beta$$($$gamma$$)線同時計測用の新しい検出器を考案した。これは、光ファイバーを用いてZnS(Ag)/NE102Aホスウィッチ検出部からの蛍光を光電子増倍管へ伝送し、波形弁別法により同時計測するという考えに基づく。波長シフターを利用して、ホスウィッチからの蛍光を光ファイバーの透過波長領域へ変換することにより、$$alpha$$及び$$beta$$($$gamma$$)線の同時計測が可能になった。さらに、アクチノイド溶液に直接接触できる浸漬型インラインモニターへの適用性も検討した。

論文

Application of neutron-induced prompt gamma-ray analysis for determination of B-10 in BNCT

米澤 仲四郎; 松江 秀明; 澤幡 浩之*; 黒沢 達也*; 星 三千男; 伊藤 泰男*

Cancer Neutron Capture Therapy, 0, p.221 - 225, 1996/00

高分析感度、低$$gamma$$線バックグラウンドの中性子誘起即発$$gamma$$線分析(PGA)装置をJRR-3M冷および熱中性子ビームガイドに設置した。本装置を用いたPGAにより、BNCT法による脳腫瘍の治療の際、血液、尿、腫瘍中の$$^{10}$$Bの定量を行った。約1gの試料をFEPバイアルにとり、冷中性子又は、熱中性子ビームガイドで500~1000秒間即発$$gamma$$線スペクトルを測定した。$$^{10}$$B 478keV、H 2224keV $$gamma$$線のピーク面積の比から試料中の$$^{10}$$Bを定量した。本法は、JRR-2を用いたBNCT法による脳腫瘍の治療際の実際の分析に応用されており、本法の$$^{10}$$Bの定量値により、中性子照射量が決められている。

論文

中性子即発ガンマ線分析法によるホウ素中性子捕捉療法のための$$^{10}$$Bの定量

米澤 仲四郎; 松江 秀明; 澤幡 浩之*; 黒沢 達也*; 星 三千男; 伊藤 泰男*

KURRI-TR-413, 0, p.21 - 27, 1995/00

原研ではJRR-2を使用し、ホウ素中性子捕捉療法(BNCT)による脳腫瘍の治療が行われている。この治療において、中性子の照射量を決めるために患者の体内組織中の$$^{10}$$Bの迅速定量が必要とされている。筆者らは、中性子即発$$gamma$$線分析法(PGA)により、患者の血液、尿、腫瘍等中の$$^{10}$$Bの定量を行っている。試料約1gをFEP製バイアルにとり、JRR-3M冷中性子または熱中性子ビームボートに設置した即発$$gamma$$線分析装置で500~1000秒間$$gamma$$線スペクトルを測定し、$$^{10}$$B478keVと$$^{1}$$H2223keV$$gamma$$線ピーク面積から、試料中の$$^{10}$$B濃度を定量した。本法により14~50$$mu$$g/g$$^{10}$$Bを0.85~1.8%の精度で定量することができ、検出限界は0.14$$mu$$g/gであった。本法によりこれまで合計14回、114試料の分析が行われた。

論文

Simultaneous counting of $$alpha$$-,$$beta$$($$gamma$$)-rays and thermal neutrons with phoswich detectors consisting of ZnS(Ag), $$^{6}$$Li-glass and/or NE102A scintillators

臼田 重和

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 356, p.334 - 338, 1995/00

 被引用回数:19 パーセンタイル:15.33(Instruments & Instrumentation)

$$alpha$$$$beta$$($$gamma$$)線及び熱中性子を同時計測するために、金蒸着マイラー膜(Au Mylar)挿入または非挿入タイプのZnS(Ag)薄膜とNS8$$^{6}$$Liガラス及び/又はNE102Aプラスチックシンチレータを2重又は3重に組み合わせたホスウィッチ検出器を開発した。金蒸着マイラー膜は、ZnS(Ag)の後方に挿入することにより、NS8で検出される熱中性子をZnS(Ag)で検出される$$alpha$$線から波高弁別するためのND光学フィルターとして用いた。その他の弁別は波形弁別法により行った。ZnS(Ag)/Au Mylar/NS8及びZnS(Ag)/NE102A/NS8ホスウィッチを用いると、$$alpha$$$$beta$$($$gamma$$)線及び熱中性子をうまく弁別することができた。ここでは、開発したホスウィッチ検出器の弁別特性について述べる。

論文

Phoswich detectors for flow monitoring of actinide solutions with simultaneous $$alpha$$ and $$beta$$($$gamma$$) counting

臼田 重和; 阿部 仁

Journal of Nuclear Science and Technology, 31(1), p.73 - 79, 1994/01

 被引用回数:15 パーセンタイル:23.32(Nuclear Science & Technology)

$$alpha$$及び$$beta$$($$gamma$$)線の同時計測のためのZnS(Ag)/NE102A及びZnS(Ag)/スチルベンホスウィッチ検出器を開発し、その性能を調べた。$$alpha$$及び$$beta$$($$gamma$$)線の波形弁別は極めて優れており(FOM:8~11)、また双方のテイリングは無視できる程小さかった(0.03%以下)。ZnS(Ag)/NE102Aホスウィッチをアクチノイド溶液の実用的なフローモニタリングに応用する目的で、放射線エネルギーとホスウィッチを保護するための金及びアルミニウムマイラー箔の波形弁別特性への影響を詳細に調べた。マイラー箔で保護したZnS(Ag)/NE102Aホスウィッチを用いて、種々の濃度の濃縮ウラン溶液に対するフローモニタリングテストを行い、良好な結果を得た。

論文

Phoswich detectors combining doubly or triply ZnS(Ag), NE102A, BGO and/or NaI(Tl) scintillators for simultaneous counting of $$alpha$$, $$beta$$ and $$gamma$$ rays

臼田 重和; 阿部 仁; 三原 明

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 340, p.540 - 545, 1994/00

 被引用回数:26 パーセンタイル:11.53(Instruments & Instrumentation)

$$alpha$$$$beta$$及び$$gamma$$線を同時に計測するためのホスウィッチ検出器を開発した。即ち、$$alpha$$及び$$beta$$($$gamma$$)線計測用ZnS(Ag)/Au Mylar/NE102A、ZnS(Ag)/Au Mylar/BGO及びZnS(Ag)/NaI(Tl)並びに$$alpha$$$$beta$$及び$$gamma$$線計測用ZnS(Ag)/Au Mylar/NE102A/BGO及びZnS(Ag)/NE102A/NaI(Tl)ホスウィッチである。これらは$$alpha$$線計測用のZnS(Ag)薄膜、ZnS(Ag)と立上り時間が異なる$$beta$$及び$$gamma$$線計測用シンチレータを2重または3重に組合せたものである。Au Mylar(金マイラー蒸着膜)は、必要に応じ、光学的NDフィルターとしてZnS(Ag)からの蛍光透過度を低下させるため使用し、それぞれのシンチレータの波高がダイナミックレンジ内に納るように調整した。開発されたホスウィッチの特性を波形弁別法で調べたところ、各放射線について優れた分解能を示すとともに、テイリングも少なかった。

報告書

長期冷却プルトニウム燃料のガンマ線スペクトル測定

村上 清信; 小林 岩夫

JAERI-M 93-179, 107 Pages, 1993/09

JAERI-M-93-179.pdf:2.67MB

本報告書は動力炉核燃料開発事業団から受託した、「照射済プルトニウム燃料のガンマ線スペクトル調査」(昭和59年7月2日~昭和60年12月25日)で行ったガンマ線測定データ及び燃焼解析計算結果のデータ集として取りまとめたものである。測定した燃料はプルトニウム・ウラン混合酸化物燃料であり、照射後約15年間冷却されたものである。使用済MOX燃料の長期冷却後におけるガンマ線スペクトルデータを与える。

論文

Development of ZnS(Ag)/NE102A and ZnS(Ag)/stilbene phoswich detectors for simultaneous $$alpha$$ and $$beta$$($$gamma$$) counting

臼田 重和

Journal of Nuclear Science and Technology, 29(9), p.927 - 929, 1992/09

$$alpha$$線にのみに高感度で且つ減衰時間が比較的遅いZnS(Ag)シンチレータと減衰時間が速い有機シンチレータを組合わせたホスフィッチ検出器-ZnS(Ag)/NE102A及びZnS(Ag)/スチルベンーを製作し、$$alpha$$及び$$beta$$($$gamma$$)線の立上がり時間スペクトルを測定してその波形弁別特性を調べた。いずれも、$$alpha$$及び$$beta$$($$gamma$$)ピークに対して、極めて大きな分解能(FOM:10及び8)をもつことがわかった。そのため、双方のテイリングも無視できる程度に小さかった。これらのホスフィッチは、グロス$$alpha$$及び$$beta$$($$gamma$$)線の同時計測用検出器として最適である。

論文

Gamma rays of short-lived ruthenium nuclides produced in the spontaneous fission of $$^{252}$$Cf

篠原 伸夫; 市川 進一; 馬場 澄子*; 塚田 和明*; 大槻 勤*; J.Alstad*

Radiochimica Acta, 56, p.127 - 131, 1992/00

$$^{252}$$Cfの自発核分裂で生成する短寿命ルテニウム同位体を、ガスジェット装置と組み合わせた連続溶媒抽出装置(SISAK)により迅速化学分離した。分離後、ガンマ線測定を行ない、$$^{107-112}$$Ruの$$beta$$$$^{-}$$壊変によるガンマ線のエネルギー、相対強度および核分裂相対強度を新たに決定した。

論文

In-beam study of $$^{105}$$In and $$^{103}$$In

石井 哲朗; 牧嶋 章泰*; 中島 充夫*; 小川 雅生*; 石井 三彦; 齋藤 勇一; S.Garnsomsart*

Z. Phys., A, 343, p.261 - 266, 1992/00

$$^{105,103}$$In原子核の励起状態をインビーム$$gamma$$線核分光法により研究した。$$^{105}$$Inは$$^{51}$$V($$^{58}$$Ni,2p2n)反応により生成した。$$gamma$$線の直接偏光の測定により、負パリティのバンドが$$^{105}$$Inに存在することを明らかにした。$$^{103}$$Inは$$^{48}$$Ti($$^{58}$$Ni,p2n)反応により生成した。$$^{103}$$Inと$$^{105}$$Inのイラスト準位は強い類似性があることが判明した。さらに$$^{107}$$Inと$$^{105}$$Inの類似性を調べるために、これらの19/2$$^{+}$$及び17/2$$^{+}$$状態の平均寿命をリコイルディスタンス法により測定した。

報告書

実効線量当量単位に対応したNaI(Tl)シンチレーション検出器のG(E)関数(スペクトル-線量変換演算子)の決定

堤 正博; 斎藤 公明; 森内 茂

JAERI-M 91-204, 152 Pages, 1991/12

JAERI-M-91-204.pdf:11.3MB

NaI(Tl)シンチレーション検出器の$$gamma$$線波高スペクトルから、簡便かつ高精度に線量を評価することができるG(E)関数を、検出器寸法・形状および線量の単位に応じてそれぞれまとめた。円筒形検出器1$$phi$$$$times$$1、2$$phi$$$$times$$2、3$$phi$$$$times$$3、4$$phi$$$$times$$4、5$$phi$$$$times$$4の5種(単位インチ)と、球形検出器2$$phi$$、3$$phi$$、5$$phi$$の3種(単位インチ)、合わせて8種類の大きさ、形状をもつ検出器について決定した。線量の単位については、4種のカーマ、4種の照射条件下におけるICRU球の1cm深部線量当量、5種の照射条件下での人体ファントムモデルから得られた実効線量当量、これら合計13種類を対象とした。$$gamma$$線の対象エネルギー範囲は、50KeVから10MeVまでである。なおG(E)関数の導出に必要な単色エネルギーに対するレスポンス関数群は、モンテカルロ法を用いたレスポンス関数計算コードMARTHAにより整備されたデータを用いた。

論文

Gamma irradiation effect on a Bi$$_{1.5}$$Pb$$_{0.5}$$Sr$$_{2}$$Ca$$_{2}$$Cu$$_{3}$$O$$_{10}$$ superconductor

白石 健介; 弥野 光一*; 乙黒 靖男*

Japanese Journal of Applied Physics, 30(7B), p.L1260 - L1263, 1991/07

 被引用回数:16 パーセンタイル:33.73(Physics, Applied)

焼結したBi$$_{1.5}$$Pb$$_{0.5}$$Sr$$_{2}$$Ca$$_{2}$$Cu$$_{3}$$O$$_{10}$$ペレットに$$^{60}$$Coからの$$gamma$$線を1.5MR/hの線量率で約50MRまで照射し、電気抵抗率の温度変化を測定した。照射前に103.4Kであった臨界温度は20.25MRまで照射すると104.1Kまで上昇し、その後照射を続けると2.0$$times$$10$$^{-2}$$K/MRの割合で低下する。これに対して、300Kの電気抵抗率は約2MRから20MRまでの照射領域では0.1$$mu$$$$Omega$$・m/MRの割合で増加し、約20MRから37MRの範囲では殆んど変化しない。臨界温度の低下が認められる高照射領域では電気抵抗率は減少する。これらのことは、$$gamma$$線照射によって格子原子の再配列が起こること、これによって臨界温度の低い(2212)相が電気抵抗率の大きい(2223)相に変換すること、照射によって界面にアモルファス膜が生じる一方で、界面の微細クラックが消滅すると考えることによって統一的に説明することができる。

論文

糸状菌のガンマ線及び電子線での感受性の比較

大木 由美*; 伊藤 均; 石垣 功

食品照射, 26(1-2), p.47 - 50, 1991/00

細菌芽胞についてはガンマ線と電子線での感受性の比較がすでに行われており、ガンマ線より電子線の方が空気依存下では若干抵抗性となる傾向が認められている。一方糸状菌については、まだこれらの検討はほとんど行われていない。そこで本研究ではAspergillus属とFusarium属の菌株及び自然界から分離した不完全菌類を用いて感受性の比較を行った。各菌はPDAで培養後ペプトン、グリセリン、グルタミン酸ナトリウム水溶液で集め脱脂綿上で乾燥した後照射した。Aspergillus属は、$$gamma$$線でのD$$_{10}$$値は0.3~0.4kGy、Induction Doseは0.2kGy、電子線ではやや抵抗性となり肩も大きくなった。Fusarium属は、$$gamma$$線でD$$_{10}$$値は1.0~1.5kGy、Induction Doseも1.0~1.5kGy、電子線ではAspergillus属と同様に両値は大きくなった。不完全菌類についても、すべて$$gamma$$線に比べて電子線でやや抵抗性となる傾向が認められた。

論文

Bacillus pumilus E601芽胞の放射線感受性に及ぼす線量率の影響

渡辺 祐平; 大木 由美*; 伊藤 均; 石垣 功

食品照射, 25(1-2), p.66 - 70, 1990/00

Bacillus属細菌芽胞の好気的条件下での放射線感受性は電子線と$$gamma$$線の間に若干の差があり、電子線の方が低い。一方、医療用具に汎用される有機材料も空気中では$$gamma$$線に比べて線量率の高い電子線の方が放射線劣化しにくいことが知られている。微生物の放射線失活の立場からこの点を明らかにするために、B.pumilus E601株とB.subtilis IAM1069株の芽胞について、電子線および$$gamma$$線に対する感受性(D$$_{10}$$値)と酸素圧の関係を検討した。その結果、高真空下ではB.pumilusのD$$_{10}$$値(2.7~2.8kGy)およびB.subtilisのD$$_{10}$$値(2.4~2.5kGy)は電子線、$$gamma$$線に対して同一となった。しかし、D$$_{10}$$値はある一定の酸素圧以上から酸素圧の増加と共に低下し始め、約0.1Torr以上の酸素圧では$$gamma$$線に比べて電子線に対するD$$_{10}$$値の方が大きくなった。これらの現象を芽胞をとりまく芽胞殻、コルテックスを透過する酸素と線量率の関係から考察した。

論文

Measurement of gamma-ray heating with thermoluminescence dosimeters including Sr$$_{2}$$SiO$$_{4}$$ and Ba$$_{2}$$SiO$$_{4}$$

岡嶋 成晃; 大杉 俊隆; 川瀬 幸男*; 大野 秋男; 三田 敏男*

Journal of Nuclear Science and Technology, 22(1), p.70 - 73, 1985/00

 被引用回数:1 パーセンタイル:75.08(Nuclear Science & Technology)

市販の3種類のTLDと実効原子番号の大きい新しいTLDSr$$_{2}$$SiO$$_{4}$$及びBa$$_{2}$$SiO$$_{4}$$の5種類のTLDを用いて、FCAXI-1集合体中でのガンマ線発熱分布を測定した。集合体内の各領域におけるガンマ線発熱を、市販の3種類のTLDを用いて求めた場合と新しいTLDを含む5種類のTLDを用いて求めた場合とで比較した。その結果、新しいTLDを用いることにより炉心などの原子番号の大きい領域中でのガンマ線発熱の測定精度が向上し、これらのTLDが非常に有用であることがわかった。この5種類のTLDより得られた発熱分布の測定精度は、炉心領域で20-40%,ブランケット領域で10%であった。計算は、遮蔽材料群定数JSD1000を用いて、中性子100群,ガンマ線20群で1次元S8P3輸送計算を行った。計算結果は、発熱分布の傾向をよく捉え、テスト領域では実験値と比較的よい一致を示した。一方、ドライバー領域では若干過小評価であり、ブランケット領域では過大評価であった。

報告書

FCA VI-1集合体におけるガンマ線発熱分布の測定と解析

岡嶋 成晃; 大杉 俊隆; 川瀬 幸男*; 大野 秋男; 三田 敏男*

JAERI-M 84-144, 34 Pages, 1984/08

JAERI-M-84-144.pdf:0.94MB

5種類のTLDを用いて、FCA VI-1集合体(大型高速炉のモックアップ炉心)のおけるガンマ線発熱分布を測定した。測定精度は、テスト領域で25~40%、ドライバー領域で20%、ブランケット領域で10%であった。発熱分布は、径方向ではドライバー領域の方がテスト領域より高く、ブランケット領域では単調に減少する。計算は、遮断材料の群定数JSD1000を用いた中性子100群$$gamma$$線20群での1次元S$$_{8}$$P$$_{3}$$輸送計算を行った。計算結果は、発熱分布の傾向を良く捉え、テスト領域では実験値と比較的良い一致を示した。しかし、ドライバー領域では若干過小評価であり、ブランケット領域では逆に過大評価であった。

報告書

JSD 1000:Multi-Group Cross Section Sets for Shielding Materials

山野 直樹

JAERI-M 84-038, 116 Pages, 1984/03

JAERI-M-84-038.pdf:3.34MB

遮蔽安全解析のための多群定数ライブラリをENDF/B-IVより作成した。このライブラリは代表的な遮蔽材料における超微細群定数、微細群定数、二次元ガンマ線生成断面積及び実効巨視的断面積より成っている。温度依存性については300$$^{circ}$$、560$$^{circ}$$及び900$$^{circ}$$Kを考慮した。散乱断面積の角度依存性は従来の有限項Legendre展開法に替り、新たな直接角度表示(DAR)法を採用した。本ライブラリJSD1000は直接アクセスデータベースDATA-POOLに格納されており、DATA-POOLアクセス パッケージによって取扱われる。本ライブラリの3824群中性子超微細群定数及び中性子100群、ガンマ線20群群定数は原子力施設の遮蔽安全解析に適用可能である。本報告にはJSD1000ライブラリの詳細な仕様及び取扱方法が述べられている。

報告書

100keVから20MeVにおける$$^{1}$$$$^{9}$$Fの中性子断面積評価

杉 暉夫; 西村 和明

JAERI-M 7253, 51 Pages, 1977/09

JAERI-M-7253.pdf:1.7MB

$$^{1}$$$$^{9}$$Fの高速中性子断面積の評価を、全断面積、(n,n)、(n,n')、(n,2n)、(n,$$alpha$$)、(n,$$rho$$)、(n,d)、(n,t)、(n,$$alpha$$n')、(n,n'$$alpha$$)、(n,$$rho$$n')、(n,n'$$rho$$)、(n,$$gamma$$)反応について行なった。評価断面積は原則として実験データにもとづいて定めたが、次の場合には理論上のモデルを用いて計算した。すなわち8.5MeV以上の全断面積には光学モデル、非弾性錯乱断面積にはHauser-Feshbachの公式、(n,d)および(n,t)反応断面積にはPearlsteinの経験式、9MeV以上の(n,$$alpha$$)、(n,$$rho$$)反応断面積と、(n,$$alpha$$n')、(n,n'$$alpha$$)、(n,$$rho$$n')、(n,n'$$rho$$)反応断面積には、Pearlsteinの経験式と、これをとり入れた統計モデルの式が用いられた。弾性散乱断面積の評価値は、評価された全断面積からすべての評価部分断面積を差引いて求めた。得られた評価断面積は、実験データと共にグラフに示し、また数値表にまとまられている。

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