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論文

可搬型ゲルマニウム半導体検出器を用いた${it in situ}$測定による福島第一原子力発電所から80km圏内の土壌中天然放射性核種の空気カーマ率評価

三上 智; 田中 博幸*; 奥田 直敏*; 坂本 隆一*; 越智 康太郎; 宇野 騎一郎*; 松田 規宏; 斎藤 公明

日本原子力学会和文論文誌, 20(4), p.159 - 178, 2021/12

2011年の福島第一原子力発電所事故により放出された放射性物質の影響のある地域で地殻ガンマ線によるバックグラウンド線量率のレベルを調査した。可搬型ゲルマニウム半導体検出器を用いて福島第一原子力発電所から80km圏内の370地点で、2013年から2019年にかけて地殻ガンマ線を測定した。ICRUレポート53に示される方法によってウラン238($$^{238}$$U),トリウム232($$^{232}$$Th)及びカリウム40($$^{40}$$K)の土壌中放射能濃度とこれらによる地上1m高さにおける空気カーマ率を測定評価した。$$^{238}$$U, $$^{232}$$Th及び$$^{40}$$Kの370地点の平均濃度はそれぞれ18.8, 22.7, 428Bq/kgであった。また、空気カーマ率の対象エリアの平均値は0.0402$$mu$$Gy/hであった。得られた空気カーマ率を文献に報告されている値と比較した。その結果、本研究による測定結果は文献に報告されている値と互いに相関があり、数値は不確かさの範囲内で一致していた。これは地殻ガンマ線による空気カーマ率は地質に依存するためである。地質時代が中生代、地質が花崗岩や流紋岩に分類される地点の空気カーマ率はその他の時代や岩石種に分類される地点の空気カーマ率に比べて統計学的に有意に高いことが確認できた。これは、既報の知見と整合する結果であった。

論文

New remarks on KERMA factors and DPA cross section data in ACE files

今野 力; 佐藤 聡; 太田 雅之; 権 セロム; 落合 謙太郎

Fusion Engineering and Design, 109-111(Part B), p.1649 - 1652, 2016/11

 被引用回数:3 パーセンタイル:14.27(Nuclear Science & Technology)

今回、最新の核データJENDL-4.0, ENDF/B-VII.1, JEFF-3.2, FENDL-3.0の公式のACEファイルにあるKERMA係数, DPA断面積を詳細に調べたところ、以下の問題点を見つけた。(1)核データの誤りやNJOYコードのバグにより、低エネギー中性子でエネルギーが小さくなるにつれてKERMA係数, DPA断面積が大きくならない。(2)低エネルギー領域で非常に大きなヘリウム生成断面積により非常に大きなKERMA係数, DPA断面積になる。(3)NJOYコードはFile12-15ではなくFile6に捕獲反応の$$gamma$$線データが入っていると正しく処理できないようである。(4)運動学的手法のKERMA係数は、2次粒子の詳細なデータがないと正しくない。本研究をもとにこれらの問題を解決すべきである。

報告書

排気筒から放出される放射性雲の等濃度分布図及び放射性雲からの等空気カーマ率分布図,3

橘 晴夫; 菊地 正光; 関田 勉; 山口 武憲; 大枝 幹拓*; 黒澤 直弘*

JAERI-Data/Code 2004-010, 19 Pages, 2004/06

JAERI-Data-Code-2004-010.pdf:1.92MB
JAERI-Data-Code-2004-010-appendix(CD-ROM).zip:12.12MB

本報告は、ICRP(国際放射線防護委員会)1990年勧告の取り入れによる原子力関係法令の改正や原子力安全委員会の各指針の改定に基づき、以前刊行した「排気筒から放出される放射性雲の等濃度分布図及び放射性雲からの等$$gamma$$線量率分布図,2」(JAERI-M 90-206)の改訂版として作成したものである。本改訂版での変更箇所は、空気吸収線量率を空気カーマ率に変更し、放射能濃度及び空気カーマ率の分布図をCD-ROMに収録した。このCD-ROMから必要とする分布図をパーソナルコンピュータで印刷したり、電子地図等へ張り付けることができる。

論文

JENDL PKA/KERMA file for IFMIF project

深堀 智生; 千葉 敏; 柴田 恵一; 池田 裕二郎; 有賀 武夫; 渡辺 幸信*; 村田 徹*; 山野 直樹*; 川合 將義*

Reactor Dosimetry: Radiation Metrology and Assessment (ASTM STP 1398), p.591 - 598, 2001/00

原研核データセンターではシグマ委員会の協力の下、International Fusion Material Irradiation Facility (IFMIF)における照射損傷推定の基礎データであるJENDL PKA/KERMA Fileを整備している。同ファイルには、29元素78核種の一次反跳原子(PKA)スペクトル、KERMA因子、はじき出し断面積(DPA)を10$$^{-5}$$eVから50MeVのエネルギー範囲で格納予定である。中重核に関しては、上記物理量を評価済核データファイルから実行単一粒子放出近似(ESPEA)を用いて計算するために、処理コードシステムESPERANTが開発された。軽核に関しては、PKAスペクトルはSCINFUL/DDXやEXIFONコードを用いて、中性子核データと同時に推定された。本報告では、ESPEAによる処理法の信頼性の検証及びJENDL PKA/KERMA Fileの現状に関して報告する。

報告書

Fundamental data on environmental gamma-ray fields in the air due to sources in the ground

斎藤 公明; Jacob, P.*

JAERI-Data/Code 98-001, 93 Pages, 1998/02

JAERI-Data-Code-98-001.pdf:3.67MB

地中に分布した線源による$$gamma$$線場の広範な計算結果をまとめたものである。300mまでの12高度の空気カーマをモンテカルロ法を用いて計算した。線源として、単色エネルギーの$$gamma$$線を放出する地中及び地表面線源、ならびに地中に一様分布する天然核種を考えた。平面線源では、10keV$$sim$$5MeVの範囲の18種類の単色エネルギー及び0$$sim$$200g/cm$$^{2}$$の範囲の22種類の線源深度を想定した。天然核種にたいしては、最近の核データにコンパイルされている全ての放出光子を考慮した計算を行った。これらの計算から得た空気カーマ、光子フルエンス、二次微分$$gamma$$線場の効果を図表で示した。

論文

Nuclear heating measurements for SS-316, copper, graphite, tungsten, chromium, beryllium in a copper centered assembly bombarded with 14 MeV neutrons and analysis

池田 裕二郎; 前川 藤夫; 春日井 好己; 宇野 喜智; A.Kumar*; M.Z.Youssef*; M.A.Abdou*; 今野 力; 和田 政行*

Fusion Engineering and Design, 42, p.289 - 297, 1998/00

 被引用回数:6 パーセンタイル:50.34(Nuclear Science & Technology)

本研究は、核発熱測定技術の開発によりITER構造材のD-T中性子に対する核発熱実験データを取得し、ITER設計に用いる計算手法及び核データの妥当性を検証することを目的とする。試験した材料はSS-316、銅、黒鉛、タングステン、クロム、ベリリウムで、全核発熱をマイクロカロリメータで、$$gamma$$線発熱をTLDで測定した。解析は、計算コードMCNP-4A、KERMAを含む核データとしてJENDL-3.2及びFENDL-1を用いた。実験と計算の比較から次のことが示された。(1)銅、黒鉛、SS-316、クロム、ジルコンは計算と実験は$$pm$$10%以内で一致、(2)ベリリウムは、JENDL、FENDLともに$$gamma$$発熱が大きく過少評価、全核発熱についてはJENDLが25%の過少評価、(3)タングステンでは、両ライブラリーとも、全核発熱、$$gamma$$発熱両方で30%の過大評価が示された。ベリリウム、タングステンの核データ、特にKERMAの見直しが必要である。

論文

Experimental validation of nuclear heating for ITER structural materials

池田 裕二郎; A.Kumar*; 前川 藤夫; 和田 政行*; 春日井 好己; M.A.Abdou*

Fusion Technology 1998, 2, p.1469 - 1472, 1998/00

ITER R&Dタスクとして、これまでにSS-316,Cu及び黒鉛体系を用いたD-T核融合中性子核発熱実験を実施してきた。得られた実験データを基に、主要構造材料(Be,C,Al,Si,Ti,V,Cr,Fe,Ni,SS-316,Cu,Zr,Nb,Mo,W)の核発熱計算に用いる計算コード及び核データの妥当性を検証し、ITER核設計における不確定性を明らかにした。検討した発熱に直接係わる中性子核データはFENDL-1,2及びJELDL-3.2であった。実験値と計算値を比較した結果、以下のことが示された。(1)黒鉛、Ti,Cr,Ni,Nb及びMoについては全ての計算は概ね妥当である。特に黒鉛については、JENDL/PKA-KERMAファイルが最も良い。(2)Al,Si及びVのFENDL-1に関しては、過大評価が顕著で修正が必要。(3)JENDL-3.2のBeの過小評価、JENDL-3.2及びFENDL-1のWの過大評価については、KERMAデータの再評価が必要である。以上、実験誤差は10%以内であるので本実験解析により有意な計算上の不備と、その原因のほとんどはKERMAデータに問題があることが判明した。

論文

Fusion dosimetry based on nuclear heating measurement with microcalorimeters

池田 裕二郎; A.Kumar*

Proc. of 9th Int. Symp. on Reactor Dosimetry, 0, p.881 - 888, 1998/00

FNSを用いた核融合中性子工学研究の一環としてマイクロカロリーメータを適用したD-T核融合中性子場の構造材中の核発熱測定法を開発してきた。測定データはKERMA関連核データ検証で有効に用いられた。その過程で、原子番号の小さい炭素やベリリウムは主に中性子に、高原子番号のタングステンや鉛は主に$$gamma$$線が発熱を支配することが分かった。そこで、マイクロカロリーメータ測定を発展させた任意の中性子・$$gamma$$線混在場で各々を独立に求めるドシメトリー法を提案した。中性子と$$gamma$$線に各々感度が高い異なるプローブ組み合せ、温度上昇の実測値と解析データに基づく感度比から中性子線と$$gamma$$線の線量を求めた。測定結果は、中性子及び$$gamma$$線の輸送計算から求めた値と概ね一致した。その結果は、本ドシメトリー法の妥当性とともに実際の核融合環境での適用の有効性を示すものである。

報告書

Proceedings of the 1996 Symposium on Nuclear Data; November 21-22, 1996, JAERI, Tokai, Ibaraki, Japan

井口 哲夫*; 深堀 智生

JAERI-Conf 97-005, 317 Pages, 1997/03

JAERI-Conf-97-005.pdf:10.76MB

1996年核データ研究会が、1996年11月21日と22日の両日、日本原子力研究所東海研究所において開催された。この研究会は、日本原子力研究所のシグマ研究委員会と核データセンターが主催して開いたものである。口頭発表ではJENDL-3.2の積分テスト、国際協力、遅発中性子、特殊目的ファイル、高エネルギー核データ、新しい実験・測定の18件の報告があった。ポスター発表では、32件の発表がありそれらは、核データの測定、評価や評価済核データのベンチマークテスト、オンラインデータベース等に関するものであった。本報文集は、それらの論文をまとめたものである。

論文

Direct nuclear heating measurements and analyses for structural materials induced by deuterium-tritium neutrons

池田 裕二郎; A.Kumar*; 今野 力; 小迫 和明*; 大山 幸夫; 前川 藤夫; 前川 洋; M.Z.Youssef*; M.A.Abdou*

Fusion Technology, 28(1), p.156 - 172, 1995/08

核融合中性子場における構成材中の核発熱率に関する実験的研究を、1989年より日米共同実験の一環として進めてきた。核発熱を直接測定する方法としてマイクロカロリーメーターを開発し、主要構造材を含む15の物質について中性子照射中の温度上昇から核発熱率を測定した。実験解析をJENDL-3,ENDF/B-V,ENDL-85などのKERMAライブラリーを用いて行い、データの妥当性の評価を行った。本件では、Al,Ti,Fe,Ni,SS-304,Moなどの構造材及びLi$$_{2}$$Co$$_{3}$$増殖材について、これまでの結果を詳細に検討し、日米共同実験の共同論文としてまとめたものである。

論文

Radiation induced electric conductivity of alumina insulator and its application to radiation dosimetry in high energy and high flux neutron field

大山 幸夫; 中沢 哲也; 野田 健治; 前川 洋

KEK-Proceedings-95-1, 0, p.293 - 302, 1995/06

アルミナ等の絶縁体における照射誘起電気伝導の現象を加速器等で発生する強力な高エネルギー中性子に対する線量測定に応用することの可能性を検討した。高エネルギー中性子による吸収線量はKERMA係数に対応し、中性子反応で生ずるエネルギーと中性子のまま持ち出されるエネルギーの差で計算される。高エネルギーではほとんど電子励起として絶縁体の価電帯電子を伝導帯に励起する。これによって電気伝導度が変化し、照射線量と一定の関係を持つことから線量計への応用が考えられる。FNSで行った14MeV中性子に対するアルミナの照射誘起電気伝導実験の結果からその応用の可能性を検討した。

論文

線量評価に必要な基礎物理データ

坂本 幸夫; 田中 俊一; 中島 宏; W.Pairsuwan*; 義澤 宣明*; 佐藤 理*; 降旗 志おり*; 上原 丘*; 岩井 敏*

JAERI-Conf 95-007, 0, p.48 - 56, 1995/03

高エネルギー加速器施設の設計や有人宇宙活動の安全評価において、高エネルギー放射線による被曝線量評価が重要になりつつある。高エネルギー放射線の線量当量換算を評価するための計算コードと必要なデータについて述べる。中性子及び光子の断面積データ、吸収線量を算出するためのカーマ係数及び吸収線量から線量当量へ変換するための線質データの現状を述べる。さらにこれらのデータを用いた平板ファントム及びICRU球での中性子に対する1cm線量の計算結果を文献値と比較し、データの有効性を確認した。

論文

Integral test of Kerma data for SS304 stainless steel in the D-T fusion neutron environment

池田 裕二郎; A.Kumar*; 小迫 和明*; 今野 力; 大山 幸夫; 前川 藤夫; M.Z.Youssef*; M.A.Abdou*; 前川 洋

Fusion Engineering and Design, 28, p.769 - 775, 1995/00

核発熱は核融合炉設計における基本的な核的パラメータである。カロリメーターを用いて開発した直接測定法により、14MeV中性子が支配的な場での主要構造材を対象とした測定データが、関連する核データの妥当性検証に有効であることを日米共同実験で示した。本件研究では、14MeV中性子のみならず、低エネルギー中性子及び2次$$gamma$$線が支配的な遮蔽構造材SS304鋼中の核発熱率分布測定とその解析を示す。測定プローブとして、50$$times$$50$$times$$50mmのSS304ブロックを用い、中性子照射に伴う温度上昇からSS304体系中の表面から深さ200mmまでの核発熱率を求めた。実験体系中の急な中性子束勾配に伴う熱流速の時間依存性を考慮し、ADINAT核熱結合計算コードを用いた計算値と測定値を比較した結果、$$pm$$20%以内で良く一致し、JENDL-3に基づくKERMA係数の妥当性が実験的に示された。

論文

Measurement and analysis of nuclear heat depositions in structural materials induced by D-T neutrons

池田 裕二郎; 今野 力; 小迫 和明*; 大山 幸夫; 前川 藤夫; 前川 洋; A.Kumar*; M.Z.Youssef*; M.A.Abdou*

Fusion Technology, 21(3), p.2190 - 2196, 1992/05

核融合中性子工学に関する原研/米国DOE共同研究の一環としてカロリメトリック法によるDT中性子核発熱測定を進めている。真空容器で断熱したプローブ(Li$$_{2}$$CO$$_{3}$$,黒鉛,Ti,Ni,Zr,Nb,Mo,Sn,PbおよびW)中の核発熱による温度上昇を白金測温抵抗体及びサーミスタで測定し核発熱率を求めた。高精度電圧計の導入、スイッチングノイズの低減、バックグラウド温度の安定化を図り測定誤差を$$pm$$10%以内とした。実験解析は、JENDL-3を用いたDOT3.5による計算及びENDF/B-Vを用いたMCNPモンテカルロ計算により行った。核発熱率の実験と計算の比較により、計算に用いたKERMA係数の積分的な妥当性を検討した。その結果、JENDL-3及びENDL-85を用いた(KERMA)計算は、Zrを除き実験値を$$pm$$15%以内で再現することが明らかとなった。他のライブラリー(RMCCS,ENDF5T,MBCCS)はガンマ線の計算に問題が残り$$pm$$30%以内の一致となっている。

報告書

核発熱定数KERMAライブラリーの作成; 核融合群定数セツトFUSION-J3用核発熱定数ライブラリー

真木 紘一*; 川崎 弘光*; 小迫 和明*; 関 泰

JAERI-M 91-073, 101 Pages, 1991/05

JAERI-M-91-073.pdf:1.38MB

従来のGICX40用核発熱定数(KERMA)ライブラリーに代わるものとして、FUSION-J3用KERMAライブラリーを1990年4月に公開された評価済み核データファイルJENDL-3をベースに作成した。KERMAライブラリー中で中性子のKERMAファクターは、反応のカイネマティクスを考慮した直接法を採用して作成した。ガンマ線のKERMAファクターは、持っている運動エネルギーを核発熱として計算すればよく、中性子KERMAファクターのようにエネルギーバランス法を用いても問題はないのでそれを採用した。以上のKERMAライブラリーは、核融合炉の核計算に適用することができ、信頼性の高い核発熱の計算結果が得られるものと期待され、今後の核融合炉の設計に役立つものと考えられる。

報告書

KERMAファクターおよびDPA断面積データの現状と応用

PKAスペクトルワーキンググループ

JAERI-M 91-043, 138 Pages, 1991/03

JAERI-M-91-043.pdf:3.0MB

中性子核反応に伴う原子反跳スペクトル、DPA断面積、KERMAファクターに関するデータは、材料の照射損傷評価発熱評価、放射線医学・生物学などに広く応用され、最近これらのデータに対する要求がとみに高まっている。JENDLに基づく特殊目的データファイル作成の一環としてこれらのデータを整備するためにシグマ研究委員会に「PKAスペクトル・サブワーキンググループ」が設けられ、KERMA関連の問題の研究の現状およびデータ適用の諸側面をレビューし検討した。本報告は、これらの調査、検討の結果をまとめたものである。

論文

Chemical dosimetry of mixed radiations in the FNS target room

池添 康正; 小貫 薫; 中島 隼人; 佐藤 章一; 中村 知夫

Journal of Nuclear Science and Technology, 23(2), p.179 - 181, 1986/00

 被引用回数:1 パーセンタイル:28.52(Nuclear Science & Technology)

FNSターゲット室内の放射線場をテフロン線量計とアラニン線量計とで測定した。テフロン線量計の14MeV中性子に対する相対感度は$$^{6}$$$$^{0}$$Co$$gamma$$線を基準にして、1.5$$pm$$0.2と求められた。測定結果を使って、FNSターゲット室の任意の位置のKerma値を代表的な各種の物質に対して求めた。

論文

Alanine dosimetry of 14MeV neutrons in the FNS target room

池添 康正; 佐藤 章一; 小貫 薫; 森下 憲雄; 中村 知夫; 勝村 庸介*; 田畑 米穂*

Journal of Nuclear Science and Technology, 21(9), p.722 - 724, 1984/00

 被引用回数:6 パーセンタイル:78.27(Nuclear Science & Technology)

FNSターゲット室内の放射線場をアラニン線量計と金箔の放射化法の二つの方法で測定した。室内の線量は、ターゲットからの距離$$gamma$$の-2次に比例する項と$$gamma$$に無関係な定数項の和で表わすことができた。前者はほぼ14MeV中性子線による線量であり、後者は室内壁全面を線源とするこ二次放射線(散乱中性子と$$gamma$$線)による線量である。アラニン線量計の14MeV中性子線に対する相対感度が0.76と求められた。荷電粒子平衡について論じた。

報告書

種々の核種の中性子に対するkermaのエネルギレスポンス

田中 俊一; 竹内 清*

JAERI-M 6348, 35 Pages, 1975/12

JAERI-M-6348.pdf:0.59MB

本研究は、原子炉をはじめ、各種の放射線取扱い施設の種々の構造物中での中性子による加熱を計算する際に必要なkermaを原子炉、核融合炉をはじめ放射線加熱の測定器として使われている熱蛍光線量計で用いられる26核種こついて中性子エネルギの関数として、各反応別に求めたものである。ここで、得られたデータは、原子炉や核融合炉等の熱設計や遮蔽設計において有用であると考えられる。

論文

「Kerma」について

加藤 和明

日本原子力学会誌, 6(10), p.614 - 616, 1964/00

1962年のICRU(放射線の単位と測定に関する国際委員会)新勧告に新しい物理量「kerma」が導入されている。今度の勧告では厳密さの標準を高めるこどを目的としてradiation dosimetry(放射線計量学)に採用されるべき概念の再検討を行ない、歴史的な事情よりは、厳密性と首尾一貫性に重点をおいた新しい量と単位の系がつくられたとされている。その結果、中性子のdosimetryに関連して一部に使われてきた「first collision dose」などの概念は、非電子平衡状態でのdosimetryに関連して当時の「exposure dose」をエネルギーで表現しようとするRoeschの試みなどを発展的に取り入れて、ここにいう「kerma」という新しい概念に転化されたのである。

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