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論文

Feasibility study of large-scale production of iodine-125 at the high temperature engineering test reactor

Ho, H. Q.; 本多 友貴*; 濱本 真平; 石井 俊晃; 藤本 望*; 石塚 悦男

Applied Radiation and Isotopes, 140, p.209 - 214, 2018/10

 被引用回数:4 パーセンタイル:56.63(Chemistry, Inorganic & Nuclear)

The feasibility of a large-scale iodine-125 production from natural xenon gas at high-temperature gas-cooled reactors was investigated. A high-temperature engineering test reactor, which is located in Japan, was used as a reference HTGR reactor in this study. First, a computer code based on a Runge-Kutta method was developed to calculate the quantities of isotopes arising from the neutron irradiation of natural xenon gas target. This code was verified with a good agreement with a reference result. Next, optimization of irradiation planning was carried out. As results, with 4 days of irradiation and 8 days of decay, the $$^{125}$$I production could be maximized and the $$^{126}$$I contamination was within an acceptable level. The preliminary design of irradiation channels at the HTTR was also optimized. The case with 3 irradiation channels and 20-cm diameter was determined as the optimal design, which could produce approximately 180,000 GBq per year of $$^{125}$$I production.

論文

Simulation of phase modulation for longitudinal emittance blow-up in J-PARC MR

山本 昌亘; 絵面 栄二*; 原 圭吾*; 長谷川 豪志*; 野村 昌弘; 大森 千広*; Schnase, A.*; 島田 太平; 高木 昭*; 高田 耕治*; et al.

JPS Conference Proceedings (Internet), 8, p.012015_1 - 012015_6, 2015/09

J-PARC MRでは原子核実験ユーザーのために遅い取り出しによってコースティンングビームを供給している。その際、MRフラットトップでのマイクロウェーブ不安定性を抑えるため、縦方向エミッタンスを増大させておかなければならない。我々は、高い周波数の空洞を使って位相変調する方式についてエミッタンスがどのように増大するのかを調べた。適切な位相変調パラメーターを知るために、粒子トラッキングシミュレーションを行った。その結果エミッタンスがきれいに増大する領域では、変調周波数と空洞周波数の間に比例関係があることを発見した。また、エミッタンス増大に必要な時間は、変調をかける時間の平方根に反比例していることも発見した。これらの、位相変調を用いたエミッタンス増大法について、粒子トラッキングシミュレーションの結果を述べる。

論文

Spectroscopic study of hydrogen particle behavior in attached and detached divertor plasmas of JT-60U

久保 博孝; 竹永 秀信; 澤田 圭司*; 仲野 友英; 小林 進二*; 東島 智; 朝倉 伸幸; 清水 勝宏

Journal of Nuclear Materials, 337-339, p.161 - 165, 2005/03

 被引用回数:15 パーセンタイル:72.28(Materials Science, Multidisciplinary)

核融合研究では、ダイバータプラズマ中の水素粒子(水素分子,原子,イオン)の挙動の理解がダイバータを用いた粒子熱制御を確立するうえで必要である。JT-60Uでは、接触及び非接触ダイバータプラズマにおける水素粒子挙動を理解するために、水素原子のバルマー線及び水素分子のFulcher線を観測し、水素分子を考慮した衝突放射モデルと中性粒子輸送コードを用いて解析した。H$$epsilon$$線の強度測定から、MARFE発生時の非接触ダイバータプラズマでは、水素イオン-電子再結合によって失われるイオン束は、内側ダイバータではダイバータ板に到達するイオン束の約1倍、外側ダイバータでは約0.5倍であると評価された。また、水素分子線強度は接触ダイバータプラズマではダイバータ板から離れるにつれて約1cmの減衰長で小さくなるが、非接触ダイバータプラズマでは減衰長は約4cmであり、非接触ダイバータプラズマでは水素分子がダイバータ領域に深く侵入することが観測された。接触ダイバータプラズマに対しては、観測された水素分子線強度分布は水素分子の衝突放射モデルを用いた中性粒子輸送コードによって再現できた。

論文

Beam dynamics design of the L3BT for J-PARC

大川 智宏*; 池上 雅紀*

Proceedings of 2005 Particle Accelerator Conference (PAC '05) (CD-ROM), p.3091 - 3093, 2005/00

L3BTは、J-PARCを構成する加速器の一部で、リニアックとRCSをつなぐビーム輸送系である。今回、空間電荷が支配的な領域での分散関数の取り扱いについて詳細に検討し、ビームエンベロープでの分散関数ではなく、ビーム重心での分散関数を0にする方が良いことを確認した。分散関数の取り扱い方法及びL3BTの入射部分についてのビームシミュレーション結果について報告する。

論文

Planning outline of CHF experiment for small diameter tube in reactor multiple irradiation environment performed in JMTR

柴本 泰照; 与能本 泰介; 中村 秀夫; 錦沢 友俊

Proceedings of 4th Japan-Korea Symposium on Nuclear Thermal Hydraulics and Safety (NTHAS-4), p.210 - 214, 2004/11

沸騰伝熱に対する放射線誘起表面活性(RISA)の効果を検証するため、原研JMTRを用いた炉内複合照射環境下での限界熱流束(CHF)試験を計画している。試験部には直径2-mmの小口径管を採用し、伝熱面積を減ずることによって比較的低出力でCHF相当の熱流束を達成した。本試験範囲は高クオリティ下の液膜ドライアウト型CHFに分類される。計画中の炉内実験の実現可能性を確認するために、モックアップ装置を製作して炉外予備実験を行った。幾つかの技術的課題に遭遇したが、設計を改良することでそれらを解決し、安定定常二相流条件下でのCHFデータを得ることができた。得られたデータは炉内実験のデータとの比較に使用される。

論文

Emittance compensation in a return arc of an energy-recovery linac

羽島 良一

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 528(1-2), p.335 - 339, 2004/08

 被引用回数:15 パーセンタイル:70.63(Instruments & Instrumentation)

エネルギー回収型リニアックを用いた高出力自由電子レーザー,次世代放射光源の開発における重要な検討課題の一つが、周回軌道におけるビームエミッタンスの増大である。われわれは、適切な周回軌道設計を行うことによって、コヒーレント放射光によるエミッタンス増大が抑制できることを示す。また、簡便な行列計算でエミッタンス増大量の評価が可能であることを述べる。

論文

KEKにおけるJ-PARC LINAC DTL1のビームコミッショニング

近藤 恭弘; 秋川 藤志; 穴見 昌三*; 浅野 博之*; 福井 佑治*; 五十嵐 前衛*; 池上 清*; 池上 雅紀*; 伊藤 崇; 川村 真人*; et al.

Proceedings of 1st Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and 29th Linear Accelerator Meeting in Japan, p.156 - 158, 2004/08

現在KEKにおいて、J-PARCリニアックのDTL1のビームコミッショニングが行われている。ピーク電流30mA,パルス幅20micro-sec,繰り返し12.5HzのビームをDTL1から透過率100%で引出し、設計値通りの19.7MeVに加速されていることを確認した。本発表では、DTL1のビームコミッショニングで現在までに得られている結果を発表する。

論文

Half-life of $$^{228}$$Pu and $$alpha$$-decay energy of $$^{228}$$Np

西尾 勝久; 池添 博; 光岡 真一; 佐藤 健一郎; Lin, C. J.

Physical Review C, 68(6), p.064305_1 - 064305_6, 2003/12

 被引用回数:25 パーセンタイル:79.94(Physics, Nuclear)

融合反応$$^{34}$$S+$$^{198}$$Ptを用いて、これまで知られたプルトニウム同位体としてはもっとも軽い$$^{228}$$Puを合成し、この$$alpha$$-崩壊の半減期を初めて測定した。結果は1.1$$^{+2.6}_{-0.5}$$sであった。この値は文献にある上限値としての評価値4msよりはるかに長いものであった。われわれの測定した半減期と$$alpha$$-崩壊エネルギーは、Pu同位体のGeiger-Nuttall法則を満たした。このことは、$$^{228}$$Puの崩壊は$$alpha$$-崩壊が支配的であることを示す。本実験では、$$^{228}$$Npの$$alpha$$-崩壊も初めて測定し、エネルギ7097$$pm$$61keVを得た。$$^{228}$$Pu,$$^{228}$$Np及び$$^{225}$$Uの断面積は、統計モデル計算でよく再現された。

論文

A First-order matrix approach to the analysis of electron beam emittance growth caused by coherent synchrotron radiation

羽島 良一

Japanese Journal of Applied Physics, Part 2, 42(8A), p.L974 - L976, 2003/08

 被引用回数:19 パーセンタイル:60.28(Physics, Applied)

コヒーレント・シンクロトロン放射による電子ビームエミッタンスの増大は、XFEL,ERLといった次世代放射光源の開発において重要な研究課題である。本稿では、1次変換行列を用いたエミッタンス計算手法を提案し、また、粒子追跡シミュレーションの結果と比較することで、その有効性を確認した。本手法を用いることで、エミッタンス補償を含んだビーム輸送系の設計が簡便かつ迅速に行える。

論文

強力中性子源IFMIF用高プロトン比イオン源の開発

渡邊 和弘; 伊賀 尚*; 森下 卓俊; 柏木 美恵子; 井上 多加志; 花田 磨砂也; 谷口 正樹; 今井 剛

Proceedings of 28th Linear Accelerator Meeting in Japan, p.186 - 188, 2003/08

IFMIFでは、加速器入射部として100keV,155mA出力で原子イオン組成比が90%以上、規格化エミッタンスが0.2$$mu$$mm・mrad以下の高輝度重水素正イオン源が要求されている。原研では、イオン源の方式選択に向けて、アーク放電型イオン源とマイクロ波イオン源の開発を行い、性能の比較を行った。アーク放電型ではイオン引き出し部への高速電子流出を抑制する磁気フィルター配位やフィラメント形状を改良してプロトン比90%を得た。マイクロ波イオン源では、92%の高プロトン比をアーク放電型より3倍以上の放電効率で得られた。一方、エミッタンスは、マイクロ波放電型では0.35$$mu$$mm・mradであり、アーク型での値0.27$$mu$$mm・mradに比べて幾分大きいことなどがわかり、加速器への適用にはさらなる改善が必要なことがわかった。

論文

行列計算を用いたコヒーレント放射光効果の解析

羽島 良一

Proceedings of 28th Linear Accelerator Meeting in Japan, p.288 - 290, 2003/08

電子バンチが偏向軌道を通る時に発生するコヒーレント・シンクロトロン放射光(CSR)は、バンチが短く、電荷が大きいほど強くなる。個々の電子が放出するCSRパワーはバンチ内の位置に依存し一様でないため、バンチ内に不均一なエネルギー分散を生じ、これがエミッタンス増大をもたらす。エネルギー回収型リニアック(ERL)周回軌道の設計では、このCSR効果を含んだビーム運動の解析が必要とされる。本稿では、ビーム輸送系の設計に古くから用いられてきた行列計算を拡張し、CSR効果を含んだビーム運動の解析を行う。これにより、エミッタンス増大を最小にするようなERL周回軌道の設計が迅速に行える。

論文

Study of particle size distribution and formation mechanism of radioactive aerosols generated in high-energy neutron fields

遠藤 章; 佐藤 薫; 野口 宏; 田中 進; 飯田 孝夫*; 古市 真也*; 神田 征夫*; 沖 雄一*

Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, 256(2), p.231 - 237, 2003/05

 被引用回数:6 パーセンタイル:43.28(Chemistry, Analytical)

高エネルギー中性子場で発生する放射性エアロゾルの生成機構を解明するために、DOPエアロゾルを浮遊させたアルゴン及びクリプトンガスを45MeV及び65MeVの準単色中性子ビームを用いて照射し、生成される$$^{38}$$Cl, $$^{39}$$Cl, $$^{82}$$Br 及び $$^{84}$$Br エアロゾルの粒径分布を測定した。生成される放射性エアロゾルの粒径分布に対して、添加するDOPの粒径,照射に用いる中性子ビームのエネルギーの影響,また、生成される核種による粒径分布の違いを検討した。その結果、実測された放射性エアロゾルの粒径分布は、中性子照射による核反応で生成された放射性核種がDOPエアロゾルの表面に付着するモデルを用いて解析できることを明らかにした。

論文

Real-time environmental contamination assessment system during nuclear emergency

寺田 宏明; 古野 朗子; 茅野 政道

Proceedings from the International Conference on Radioactivity in the Environment (CD-ROM), 4 Pages, 2002/09

われわれは国内と海外における原子力事故に備えて緊急時環境線量情報予測システムSPEEDIとその世界版WSPEEDIを開発してきた。本研究は、原子力事故だけでなくテロ攻撃についてもそれによる放射性物質の大気中への放出に対応できるようにWSPEEDIの機能を拡張することを目的としている。テロ攻撃はあらゆる時間,場所,空間スケールが想定される。WSPEEDIはすでに気象庁の全球気象予測データの取得や世界の任意地域の地形データの作成といった機能を有してはいたが複数スケールの予測を同時に行う機能はなかった。したがって非静力学気象モデルMM5と大気拡散モデルGEARNを結合してWSPEEDIに導入した。MM5は領域ネスティング計算機能を有しているので局所域と地域規模の気象場の同時予測が可能である。また以前からWSPEEDIで使用されているGEARNはラグランジュ型粒子拡散モデルで大気中濃度,沈着,被曝線量を計算できる。MM5で各ネスト領域について計算された三次元風速場,降水量,鉛直拡散係数を入力することで、GEARNは詳細な境界層過程や降水過程を考慮した複数スケールの環境放射能汚染を予測することができる。この改良版WSPEEDIを用いてアジア域での原子力事故あるいはテロ攻撃を想定した試験計算を行い、放出点近辺とアジア域全体での放射能汚染を同時に見積もった。

論文

強力中性子源IFMIFのためのイオン源開発

渡邊 和弘

プラズマ・核融合学会誌, 78(6), p.535 - 540, 2002/06

核融合炉での中性子環境を模擬し、材料の開発を行うための中性子源である国際核融合材料照射施設IFMIFの開発が行われている。この装置のイオン源として100keV,155mAの重陽子イオン源が要求されている。本報告ではIFMIF用のイオン源の開発状況について紹介する。

論文

ETDOSE; A Code to simulate tritium transfer in the environment and to evaluate dose

安藤 麻里子; 天野 光; 高橋 知之*

Fusion Science and Technology, 41(3), p.470 - 473, 2002/05

原子力施設から大気中に放出されたトリチウムの環境中移行挙動と線量評価を行うためのコードETDOSEの開発を行った。核融合研究や原子力利用により大気中に放出されるトリチウムの化学形はHTとHTOが大部分であり、土壌への沈着,土壌表面での微生物によるHTからHTOへの転換,地表面からのHTOの再放出,植物による吸収と光合成による有機結合型トリチウム(OBT)の生成など化学形を変化させながら地表環境中を移行する。ETDOSEは、これらの移行過程を考慮し、使用者がパソコンで容易に線量評価を行うことが可能なコードである。このコードの概要と適用例を報告する。

論文

Particle size analysis of radioactive aerosols formed by irradiation of argon using 65MeV quasi-monoenergetic neutrons

遠藤 章; 野口 宏; 田中 進; 神田 征夫*; 沖 雄一*; 飯田 孝夫*; 佐藤 薫; 津田 修一

Applied Radiation and Isotopes, 56(4), p.615 - 620, 2002/04

 被引用回数:3 パーセンタイル:24.34(Chemistry, Inorganic & Nuclear)

高エネルギー加速器施設における内部被ばく評価のために、高エネルギー中性子照射場で発生する放射性エアロゾルの生成機構及び粒径分布を解析した。TIARAの65MeV準単色中性子照射場を用い、DOPエアロゾルを添加したArガスを照射した。照射後、エレクトリカルロープレッシャインパクタを用いて、DOPエアロゾルの個数基準の粒径分布、$$^{40}$$Arの(n, 2np),(n, np)反応からそれぞれ生成される$$^{38}$$C,$$^{39}$$Clエアロゾルの放射能基準の粒径分布を測定した。実験で得られた放射性エアロゾルの粒径分布は、核反応で生成された$$^{38}$$Cl,$$^{39}$$Cl原子が、DOPエアロゾル表面に付着すると仮定し評価した粒径分布と、良く一致することが明らかとなった。

報告書

IFMIF用高輝度イオン源の開発と初期実験結果

伊賀 尚*; 奥村 義和; 柏木 美恵子

JAERI-Tech 2001-028, 16 Pages, 2001/05

JAERI-Tech-2001-028.pdf:0.95MB

原研では40MeV,250mAの重陽子ビームを発生する施設であるIFMIF(International Fusion Materials Irradiation Facility)用の高輝度イオン源の開発を進めている。このほど、熱陰極式の第1号機を開発し、ITS-2テストスタンドにおいて60keVまでのビーム光学を調べた。このイオン源は多極磁場型プラズマ源と4枚電極からなる2段加速系の引出し部から構成されている。イオンビームの等価質量を2.38(プロトン比30%)と仮定したビーム軌道計算結果は実験結果とよく一致した。最適パービアンス条件で得られたイオンビーム60keV/100mA H$$^{+}$$は100keV/220mA H$$^{+}$$ (155mA D$$^{+}$$)に相当し、ビーム光学を良好に保ったままIFMIF用イオン源の仕様を満足する大電流イオンビーム引出しの見通しを得た。

論文

Extraction and mutual separation of actinide(III), (IV), (V) and (VI) ions by N,N'-dimethyl-N,N'-Dihexyl-3-oxapentanediamide and theroyltrifluoroacetone

佐々木 祐二; Choppin, G. R.*

Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, 246(2), p.267 - 273, 2000/11

 被引用回数:38 パーセンタイル:90.63(Chemistry, Analytical)

アクチノイド(III)(IV)(V)(VI)イオンはN,N'-ジメチル-N,N'-ジヘキシル-3-オキサペンタンジアミド(DMDHOPDA)またはテノイルトリフルオロアセトン(TTA)に抽出され、その挙動はそれらイオンの相互分離の可能性を示した。そこで、両抽出剤を用いて、酸化還元剤を用いない、簡便なアクチノイドの相互分離法を調べた。Th(IV)を5mM TTA(溶媒:トルエン)、Am(III), U(VI)を1,20mM DMDHOPDA(溶媒:トルエン)で抽出し、Np(V)を100mM DMDHOPDA(溶媒:ニトロベンゼン)で抽出した。分離後のそれぞれの水相、有機相を$$gamma$$, $$alpha$$線計測で調べた。ワンスルーの相互分離法はできあがったが、精密な分離には至らず、より細かく精製、単離する際にはさらなる分離を必要とすることがわかった。

論文

超高出力・超短パルスレーザー照射による物質状態の解析; プラズマ中のレーザー光の伝播特性

内海 隆行*; 佐々木 明; 藤井 貞夫*

計算工学講演会論文集, 5, 4 Pages, 2000/05

過渡的電子衝突励起X線レーザーを発振させるために、固体ターゲットをダブルパルスの短パルスレーザーで照射する方法が考えられている。第一のパルスで固体ターゲットを急速に加熱してプラズマ化する。第二のパルスでプラズマを追加熱し、媒質イオンをレーザー上準位に励起し、X線利得を発生させる。このシミュレーションのためには、レーザー光の吸収過程、レーザー光のエネルギーの吸収率とその空間分布の決定が重要である。ここでは、レーザー光線の軌跡はアイコナル方程式に従うとし、プラズマ中での光線の吸収過程を流体コードに組込み超高出力・超短パルスレーザーを固体へ照射した場合のレーザー光のプラズマ中での伝播特性について検討する。

論文

Study for a novel tomography technique using an imaging plate

小林 久夫*; 佐藤 昌憲*; 松林 政仁

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 424(1), p.221 - 228, 1999/00

 被引用回数:4 パーセンタイル:39.08(Instruments & Instrumentation)

中性子イメージングプレートを用いた新しい断層撮影技術について予備的研究を行った。本断層技術においては、中性子断層撮影に必要とされるサイノグラムを中性子検出に優れた性能を有する中性子イメージングプレート上に直接記録する。断層撮影用のCTスキャナーの主な構成要素は試料回転台、イメージングプレートスキャナー及びビームスリット群である。実験は立教大学原子炉の中性子ラジオグラフィ照射場で模擬試料を用いて実施した。試料は多様な材質で作られた直径1cmの棒材を束ねたものを用い、富士写真フィルム製中性子用イメージングプレートを使用して撮影した。実験の結果、$$gamma$$線による影響が大きく、高品質の中性子断層撮影を行うには$$gamma$$線対策が必要であると判明した。

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