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報告書

MVP/GMVP version 3; General purpose Monte Carlo codes for neutron and photon transport calculations based on continuous energy and multigroup methods

長家 康展; 奥村 啓介; 櫻井 健; 森 貴正

JAEA-Data/Code 2016-018, 421 Pages, 2017/03

JAEA-Data-Code-2016-018.pdf:3.89MB
JAEA-Data-Code-2016-018-appendix(CD-ROM).zip:4.02MB
JAEA-Data-Code-2016-018-hyperlink.zip:1.94MB

高速かつ高精度な中性子・光子輸送モンテカルロ計算を実現するため、日本原子力研究開発機構において、2つのモンテカルロコードMVP(連続エネルギー法)とGMVP(多群法)が開発されてきた。これらのコードはベクトル型アルゴリズムを採用し、ベクトル計算機用に開発されてきたが、標準並列化ライブラリーMPIを用いた並列計算にも対応しており、一般の計算機環境でもモンテカルロ計算の高速化が可能である。両コードは正確な物理モデル、詳細な幾何形状表現法、分散低減法等、実用コードとして十分な機能を有している。これらコードの第1版は1994年、第2版は2005年に公開され、それ以降も様々な改良と機能拡張が行われてきた。第2版公開以降の主な改良点と新機能は、(1)実効増倍率に対する摂動計算手法、(2)厳密共鳴弾性散乱モデル、(3)動特性パラメータ計算機能、(4)光核反応モデル、(5)遅発中性子のシミュレーション、(6)多群定数生成機能等である。本報告書では2つのコードで用いられている物理モデル、幾何形状表現法、新たな機能及びそれらの使用法が記載されている。

報告書

MVP/GMVP 2; General purpose Monte Carlo codes for neutron and photon transport calculations based on continuous energy and multigroup methods

長家 康展; 奥村 啓介; 森 貴正; 中川 正幸

JAERI 1348, 388 Pages, 2005/06

JAERI-1348.pdf:2.02MB

高速かつ高精度な中性子・光子輸送モンテカルロ計算を実現するため、2つのベクトルモンテカルロコードMVPとGMVPが日本原子力研究所において開発されている。MVPは連続エネルギー法、GMVPは多群法に基づいている。これらのコードはベクトル計算機上において、既存のスカラーコードに比べて10倍以上の高速化を実現している。両コードは正確な物理モデル,詳細な幾何形状表現法,分散低減法等、実用コードとして十分な機能を有している。これらコードの第1版は1994年に公開され、これまで広範囲にわたって改良及び新機能の追加がなされてきた。主な改良点と新機能は(1)ENDF-6形式のファイル6を用いて表現された散乱モデルへの対応,(2)時間依存タリー,(3)ポイントワイズ応答関数を用いた反応率計算,(4)柔軟な線源の指定,(5)任意温度における連続エネルギー計算,(6)固有値問題における分散のバイアス評価,(7)点検出器及び面検出器評価法,(8)確率論的幾何形状モデル,(9)炉雑音解析機能等である。本報告書では2つのコードで用いられている物理モデル,幾何形状表現法,新たな機能及びそれらの使用法が記載されている。

論文

Determination of detection efficiency curves of HPGe detectors on radioactivity measurement of volume samples

三枝 純; 川崎 克也; 三原 明; 伊藤 光雄; 吉田 真

Applied Radiation and Isotopes, 61(6), p.1383 - 1390, 2004/12

 被引用回数:27 パーセンタイル:85.48(Chemistry, Inorganic & Nuclear)

$$gamma$$線スペクトロメトリ法により体積試料の放射能測定を行う際、各試料に固有の効率曲線が必要となる。環境試料の放射能測定や緊急時の試料測定においては、100keV以下の低エネルギー$$gamma$$線を放出する核種の評価が重要となる。ここでは、代表点法を用いて体積試料に対するHPGe検出器の効率を評価するとともに、低エネルギー$$gamma$$線に対する効率曲線を評価するうえで重要な補正因子となる自己吸収効果について詳細に検討した。また、代表点法を種々環境試料の測定に適用し実務へ活用するうえでの基礎データとした。

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。

報告書

第3回光量子科学研究シンポジウム論文集,2001年12月13日-14日、光量子科学研究センター、京都

関西研究所

JAERI-Conf 2002-008, 276 Pages, 2002/07

JAERI-Conf-2002-008.pdf:32.39MB

第3回光量子科学研究シンポジウムが、2001年12月13日,14日の両日、日本原子力研究所関西研究所光量子科学研究センターにおいて開催された。本論文集は、同シンポジウムにおいて行われた招待講演5件,一般発表7件及びポスター発表61件のうち、論文として投稿された63件を収録している。

論文

Development of Monte Carlo code in JAERI

森 貴正; 奥村 啓介; 長家 康展

Transactions of the American Nuclear Society, 84, p.45 - 46, 2001/06

原研で開発を進めているモンテカルロコードMVP/GMVPの特徴と開発の現状を報告する。本コードは汎用中性子-光子輸送計算コードとしての基本機能を有しており、国内において炉物理解析の分野を中心に広くしようされている。その特徴と主な機能としては、(1)ベクトル化とパラレル化、(2)多重格子表現と確率論的幾何形状モデル、(3)断面積確率テーブル法、(4)任意温度計算機能、(5)燃焼計算機能、(6)固有値問題における摂動計算機能、(7)豊富なタリー機能、等があげられるが、最近では、加速器駆動未臨界炉への適用に重点をおいた開発を進めている。そのために、高エネルギー粒子輸送計算機能及びFeynman-$$alpha$$実験のシミュレーション(炉雑音解析)機能を新たに開発し、TIARA鉄透過実験及びFCA炉雑音実験の解析を実施し、その妥当性、有効性を検証した。

論文

Evaluation of peak-to-total ratio for germanium detectors

渡辺 鐶*; 大井 義弘; 滝 光成; 川崎 克也; 吉田 真

Applied Radiation and Isotopes, 50(6), p.1057 - 1061, 1999/00

 被引用回数:6 パーセンタイル:46.57(Chemistry, Inorganic & Nuclear)

ゲルマニウム検出器を用いた$$gamma$$線スペクトロメトリーにおいて重要な因子であるピーク・トータル比について検討を行い、ピーク・トータル比を与える式を提案した。この式は$$gamma$$線の相互作用で単一過程を表す項と多重過程を表す項からなり、式中のパラメータは光子エネルギーの関数として実験的に決定された。この式を用いることにより、ゲルマニウム検出器に対するピーク・トータル比を、0.3~3MeVの光子エネルギーにおいて数%以内の精度で与えることができた。

報告書

15keVから500keVまでの鉛遮蔽材におけるビーム状斜入射光子再生効果

浅野 芳裕; 杉田 武志*

JAERI-Research 96-001, 164 Pages, 1996/01

JAERI-Research-96-001.pdf:5.03MB

ペンシルビーム状で、かつ斜入射の場合、および等方放射の場合の再生効果を鉛遮蔽について、モンテカルロ電磁力カスケードコードEGS4で計算し、グラフおよび表にまとめた。また、垂直一様入射の場合の再生係数を表わすのに使用されるGP法と比較し、入射角度が小さい場合は5mfPの範囲内で、それ以外では、10mfPの範囲内で良い一致をみた。検出器のサイズが再生効果に及ぼす影響についても検討した。これらの結果、放射光遮蔽計算で有効である点減衰核法にGP法で得られる再生係数を用いても良いことを確認した。

論文

Measurement of glass dosimeter response for low energy photon using synchrotron radiation

浅野 芳裕; 笹本 宣雄; 中根 佳弘; 中島 宏; 坂本 幸夫; 田中 俊一; 波戸 芳仁*; 伴 秀一*; 平山 英夫*; 成山 展照*

IRPA9: 1996 International Congress on Radiation Protection, Proceedings, p.4_253 - 4_255, 1996/00

低エネルギー光子に対するガラス線量計の応答特性を放射光ビームを用いて求めた。用いたガラス線量計は東芝ガラス(株)製403D型である。従来、ガラス線量計の低エネルギー光子に対する応答特性は不明であったのを、正確に同定するとともに、X線発生装置を用いたISO方式では、約1割程の誤差を生ずることを示した。また、ITS3.0モンテカルロコードを用いて、実効的なガラス線量計の読み出し範囲を明らかにするとともに、改良型EGS4モンテカルロコードとも比較計算を行い、良好な結果を得た。このことにより、大型放射光施設SPring-8でも、ガラス線量計を個人線量管理用として採用できることを(低X線光子に対して十分な感度を持つことから)実験的に明らかにした。

論文

Molecular beam study on infrared multiphoton dissociation of octafluorocyclobutane

横山 淳; 横山 啓一; 藤沢 銀治

Chemical Physics Letters, 237, p.106 - 110, 1995/05

 被引用回数:12 パーセンタイル:44.37(Chemistry, Physical)

オクタフルオロシクロブタンの赤外多光子解離反応ダイナミックスを光分解片並進分光法を用いて研究した。分解反応(cyclo-C$$_{4}$$F$$_{8}$$$$rightarrow$$2C$$_{2}$$F$$_{4}$$)で放出される生成物の相対運動エネルギーは、31kJ/molにピークを持つ分布を示し、出口障壁(逆反応の活性化エネルギー)の約30%が運動エネルギーへ変換されることがわかった。ab initio分子軌道法計算により得られた遷移状態構造をもとに、切れていくCF$$_{2}$$基とCF$$_{2}$$基の間に反発力が働き、生成物であるC$$_{2}$$F$$_{4}$$が回転励起するというモデルを用いて出口障壁の運動エネルギーへの変換割合を求めた。その結果は、実験値とよく一致し、cyclo-C$$_{4}$$F$$_{8}$$の分解反応は、二つのC-C結合が段階的に切れるメカニズムで進むことを明らかにした。

論文

Infrared multiphoton dissociation of CBrF$$_{2}$$CHClF, CBrF$$_{2}$$CHBrF, and CBrClFCBrF$$_{2}$$ in a molecular beam

横山 淳; 横山 啓一; 藤沢 銀治

Journal of Chemical Physics, 101(12), p.10602 - 10608, 1994/12

 被引用回数:7 パーセンタイル:31.27(Chemistry, Physical)

標題分子の赤外多光子解離反応メカニズム及びダイナミックスを光分解片並進分光法を用いて研究した。全ての分子は初期光分解反応としてC-Br結合解離反応を起こした。またレーザーフルエンスが高い場合、初期光分解生成物であるハロゲン化エチルラジカルが、さらにC-Cl又はC-Br結合解離を起こし、ハロゲン化エチレンを生成することがわかった。また全てのC-ハロゲン結合解離反応で放出される生成物の運動エネルギー分布は、過剰エネルギーの分子内自由度への統計的分配を仮定したRRKM理論で予測される分布とよく一致した。このことから、これらの反応のポテンシャルエネルギー曲面には、出口障壁がないことを明らかにした。

報告書

MVP/GMVP連続エネルギー法及び多群法に基づく汎用中性子・光子輸送計算モンテカルロコード

森 貴正; 中川 正幸

JAERI-Data/Code 94-007, 152 Pages, 1994/08

JAERI-Data-Code-94-007.pdf:3.92MB

高速高精度中性子・光子輸送モンテカルロ計算の実現のために、新しいベクトル化アルゴリズムを開発し、ベクトルスーパーコンピュータFACOM VPシリーズ用に、2つのモンテカルロコードMVPとGMVPを開発した。前者は連続エネルギー法、後者は多群法に基づいている。これらのコードの計算速度はFACOM VP-2600上で多くの問題に対して、既存スカラーコードの10倍以上の高速化を実現している。両コードは汎用コードとして必要な機能(物理モデル、幾何形状表現法、分散低減法等)を有している。また、ベクトルスーパーコンピュータだけでなく、ベクトル-パラレル方式のスーパーコンピュータ上での並列計算やUNIXをOSとするワークステーション上での実行も可能となっている。さらに、連続エネルギー計算のために、主にJENDL3に基づいた多くの核種の核データライブラリーも用意されている。

論文

Infrared multiphoton dissociation of 2-chloro-1,1,1,2-tetrafluoroethane in a molecular beam

横山 淳; 横山 啓一; 藤沢 銀治

Journal of Chemical Physics, 100(9), p.6487 - 6491, 1994/05

 被引用回数:30 パーセンタイル:73.85(Chemistry, Physical)

2-クロロ-1,1,1,2-テトラフルオロエタン(CF$$_{3}$$CHClF)の赤外多光子解離反応における反応機構とダイナミックスを光分解片並進分光法を用いて研究した。初期分解反応として、三中心HCl脱離反応(CF$$_{3}$$CHClF$$rightarrow$$CF$$_{3}$$CF+HCl)及びC-Cl結合解離反応(CF$$_{3}$$CHClF$$rightarrow$$CF$$_{3}$$CHF+Cl)が競争的に起こり、分解する分子の74%がHCl脱離反応で分解することがわかった。また、HCl脱離反応による分解生成物の運動エネルギー分布の測定から、三中心HCl脱離反応のポテンシャルエネルギー曲面には数kcal/molの出口障壁が存在することを明らかにした。

報告書

高エネルギー放射線の線量当量換算係数基礎データの整備,II; 高エネルギー荷電粒子のQ評価方法の開発および高エネルギー光子の線量当量換算係数評価

佐藤 理*; 降籏 志おり*; 上原 丘*; 義澤 宣明*; 岩井 敏*; 田中 俊一; 坂本 幸夫

JAERI-M 93-147, 90 Pages, 1993/07

JAERI-M-93-147.pdf:2.53MB

はじめに10GeVまでの中性子と光子の線量当量換算係数を評価するために必要な計算コードシステムと必要な基礎データの調査検討を行った。その結果、HERMESコードシステムに荷電粒子の実効的な線質係数を組み込むことにより、実効線量を評価可能であることがわかった。次に、中性子の線量当量換算係数評価のための基礎データとして必要な人体構成元素の荷電粒子について、実効的な線質係数の算定法の確立を行った。なお、HERMESコードシステム中のEGS-4コードを用いて実効線量とICRU球中の主軸上の線量当量の評価を行い、高エネルギー光子に対するICRU球ファントムの有効性の検討を行った。

報告書

高エネルギー放射線の線量当量換算係数の評価,I; 評価コードシステムと基礎データの整備

佐藤 理*; 上原 丘*; 義沢 宣明*; 岩井 敏*; 田中 俊一

JAERI-M 92-126, 88 Pages, 1992/09

JAERI-M-92-126.pdf:1.91MB

10GeVまでの光子および中性子の線量当量換算係数(フルエンス-実効線量)を評価するために必要な計算コードシステムと基礎データを検討、評価した。その結果、HERMES(High Energy Radiation Monte Carlo Elaporate System)コードシステムに荷電粒子の実効的な線量質係数を組み込むことにより、線量当量を評価可能であることを明らかにし、ICRP60のQ-L関係のデータに基づく荷電粒子の実効的線質係数を出した。

論文

放射線雲からのガンマ線体外被曝線量計算における核種放出光子エネルギーの扱い

日高 昭秀; 甲斐 倫明

日本原子力学会誌, 29(11), p.1023 - 1029, 1987/11

ガンマ線体外被ばく線量評価では、通常簡便さから核種が放出する種々のエネルギー光子からの線量寄与を加算する(直説法)代わりに、実行/平均エネルギーという縮約されたエネルギーを持つ一本の光子として扱う(簡便法)ことにより計算を簡略化することが多い。しかし被ばく線量計算式中のエネルギーに依存する部分は、エネルギーに関して非線形であるため、光子の放出割合が分散している時、この手法ではよい近似が得られない場合も生じる。そこで代表的希ガスについて簡便法の結果と直説法の結果を比較し、考察を行った。簡便法の結果は、風下軸上や最大被ばく地点では過大で安全側であるが、核種によっては原子炉施設近傍で1桁以上過小評価となることが明らかになった。その場合の補正法としては、放出光子を50keV以上と未満のエネルギーにグループ分けし、それらに関して簡便法を適用し最後に線量寄与を合算する手法を提案する。

論文

Nonlinear scintillation response of thin NaI(Tl)crystals

東條 隆夫

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 238, p.153 - 159, 1985/00

 被引用回数:11 パーセンタイル:79.26(Instruments & Instrumentation)

NaI(Tl)結晶のシンチレーション・レスポンスを2種の薄い結晶(直径:1 1/2インチ,厚さ:2,3mm)に対して、通常の測定法と同時スペクトル法を用いて測定した。K-X線と$$gamma$$線を用いて、6-1275keV範囲にわたる測定を行った。シンチレーション効率L/Eには11.5keVでの1.276および45.5keVでの1.201の2つのピーク値が得られた。ただし、L/Eの値は661keVにおける値を1に規格化した。2種のNaI(Tl)結晶間および60keV以下のエネルギー領域におけるKX線-$$gamma$$線間には、L/Eについての有意差は認められなかった。L/Eの測定精度はエネルギー領域によって異なるが、$$pm$$0.25%~+0,-0.6%であった。この実験によって、ヨウ素原子のK殻電子結合エネルギーのL/E非直線性への寄与が明確に実証された。さらに、NaI(Tl)結晶中の単位相互作用あたりの平均吸収エネルギーも併せて測定した。

口頭

Photon energy dependence of photo-neutron production from the $$^{197}$$Au($$gamma$$,xn) reaction

Tran, T. K.*; 佐波 俊哉*; 山崎 寛仁*; 糸賀 俊朗*; 坂木 泰仁*; Nguyen, L. T. T.*; 桐原 陽一; 中島 宏*; 宮本 修治*; 浅野 芳裕*

no journal, , 

これまでに16.6MeV偏光光子を用いた$$^{197}$$Au($$gamma$$, n)反応での中性子生成エネルギースペクトルはKiriharaらによって測定されており、スペクトルには蒸発成分と直接成分が観測され、直接成分は角度依存性があることが示されたが、これらスペクトル成分の入射光子エネルギー依存性については言及されていない。そこで本研究では、入射光子のエネルギー依存性を理解するために、兵庫県立大学ニュースバル放射光施設ビームラインBL01において14, 17, 20MeVの偏光光子を用いて、$$^{197}$$Au($$gamma$$, xn)反応における二重微分断面積の測定を行った。結果、どの入射エネルギーにおいても蒸発成分と直接成分が観測され、入射光子のエネルギーが高いほど生成される中性子の最大エネルギーは高くなることが示された。また、生成中性子の蒸発成分のエネルギー分布の傾きは入射光子エネルギーが高くなるほど緩やかになることが観測された。発表では、エネルギー依存性についてより具体的な議論を行う。

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