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論文

Measurements of neutronic characteristics of rectangular and cylindrical coupled hydrogen moderators

甲斐 哲也; 加美山 隆*; 平賀 富士夫*; 大井 元貴; 広田 克也*; 鬼柳 善明*

Journal of Nuclear Science and Technology, 55(3), p.283 - 289, 2018/03

 パーセンタイル:100(Nuclear Science & Technology)

Extensive simulation calculations were performed in the design studies of the coupled hydrogen moderator for the pulsed spallation neutron source of the Japan Proton Accelerator Research Facility (J-PARC). It was indicated that a para-hydrogen moderator had an intensity-enhanced region at the fringe part, and that pulse shapes emitted from a cylindrical para-hydrogen moderator gave higher pulse-peak intensities with narrower pulse widths than those from a rectangular one without penalizing the time-integrated intensities. To validate the peculiar distribution and advantages in pulse shapes experimentally, some measurements were performed at the neutron source of the Hokkaido University electron linear accelerator facility. It was observed that the neutron intensity was enhanced at edges of the para-hydrogen moderators, whereas it decreased at the same part of the ortho-rich-hydrogen moderator, where the dimension of those moderators was 50 mm in thickness and 120 mm in width and height. The spatial distribution and pulse shapes were also measured for a cylindrical coupled para-hydrogen moderator that has the same dimensions as for the coupled moderator employed for J-PARC. The measured results from the cylindrical moderator were consistent with the results obtained in the design studies for the moderator for J-PARC.

報告書

Program POD-P; A Computer code to calculate cross sections for neutron-induced preequilibrium nuclear reactions

国枝 賢; 市原 晃

JAERI-Data/Code 2005-005, 33 Pages, 2005/09

JAERI-Data-Code-2005-005.pdf:1.5MB

中性子誘起による前平衡核反応で放出される粒子の、エネルギー及び角度分布断面積を計算するためのコードPOD-Pを開発した。エネルギー微分断面積は古典的な一成分型の励起子模型により計算される。複合粒子放出に対しては半経験的な励起子模型も用いる。また二重微分断面積は励起子模型と角度分布経験式を併用して導出される。計算方法及び入力データの説明を行い、入出力例を示した。

論文

Development of neutron-monitor detector using liquid organic scintillator coupled with $$^{6}$$Li+ZnS(Ag) sheet

佐藤 達彦; 遠藤 章; 山口 恭弘; 高橋 史明

Radiation Protection Dosimetry, 110(1-4), p.255 - 261, 2004/09

 被引用回数:8 パーセンタイル:45.33(Environmental Sciences)

高エネルギー加速器施設における適切な放射線管理を行うため、熱エネルギーから100MeVまで測定可能な中性子モニタ用検出器を開発した。この検出器は、円柱状のガラスセルに封入した液体シンチレータの外周に$$^{6}$$Li含有ZnS(Ag)シートを巻き付けた構造を持つ。幾つかの中性子場を用いて特性試験を行った結果、この検出器は、熱中性子及び数MeV以上の高エネルギー中性子による発光を弁別して測定できることが明らかになった。このことから、本検出器は、広帯域中性子モニタ用検出器として十分な性能を有することが確認できた。

論文

Development of neutron-monitor detectors applicable to energies from thermal to 100MeV

遠藤 章; Kim, E.; 山口 恭弘; 佐藤 達彦; 吉澤 道夫; 田中 進; 中村 尚司; Rasolonjatovo, A. H. D.*

Journal of Nuclear Science and Technology, 41(Suppl.4), p.510 - 513, 2004/03

原研・大学プロジェクト共同研究「陽子加速器施設における放射線安全性に関する研究」において実施した、広帯域エネルギー対応中性子モニタ用検出器の開発について報告する。中性子スペクトル測定に用いられる有機液体シンチレータの発光量を、線量に換算するスペクトルを計算し、これを用いて数MeVから100MeVの中性子線量を評価する方法を開発した。また、液体シンチレータとLi-6ガラスシンチレータを組合せ、熱エネルギーから100MeVまでの中性子線量測定に適用可能な複合型検出器を開発した。開発した評価手法の妥当性及び検出器の特性を、TIARA等における照射試験によって確認した。その結果、開発した検出器は、中性子モニタ用検出器として利用可能であることを明らかにした。

論文

Vortex dissipation and level dynamics for the layered superconductors with impurities

藤田 あゆみ

Physical Review B, 64(6), p.064504_1 - 064504_6, 2001/08

 パーセンタイル:100(Materials Science, Multidisciplinary)

磁場下での不純物を含む層状(2次元)超伝導体中で、ローレンツ力を受けて動いている磁束コア内の準粒子励起エネルギー準位の準位統計を調べる。磁束が移動する速度$$kappa$$をさまざまに変化させた場合に、不純物濃度が異なる各相において数値計算によりユニバーサルな伝導度を求めた。速度が大きい場合に、ランダム行列理論の予測する結果と一致する結果を得た。反対に速度が小さい領域では、磁束芯内の不純物が1個というsuper-clean極限でのLarkin-Ovchinnikovの結果$$sigma_{xx}propto kappa^{2/3}$$と一致する結果を得た。この場合、エネルギー散逸はエネルギー準位の間隔が平均のそれより非常に小さくなるいわゆる"avoided crossing"と呼ばれる場所でのLandau-Zener転移により起こると考えられる。

報告書

JRR-3M冷中性子実験孔C2-3における中性子スペクトル及び中性子束の測定

川端 祐司*; 海老沢 徹*; 田崎 誠司*; 鈴木 正年; 曽山 和彦

JAERI-Research 2000-019, p.20 - 0, 2000/03

JAERI-Research-2000-019.pdf:0.83MB

研究用原子炉JRR-3Mでは、従来考えられていた冷中性子よりさらに長波長中性子を利用した新しい実験が提案されるようになってきた。このような傾向に対応するため、より長波長領域までの中性子スペクトル測定及び中性子束測定を冷中性子実験孔(C2-3)において行った。中性子スペクトルは、飛行時間法と$$theta$$-2$$theta$$法を併用することにより、従来より長波長領域まで大きく延長した波長4.5nmまで測定した。その結果、この範囲では急激なスペクトル変化はなく、この領域の中性子が利用可能であることが確認された。また、金箔放射化法による中性子束絶対測定の結果は2.3$$times$$10$$^{8}$$n/cm$$^{2}$$/sとなった。約10年前のJRR-3M建設当時の特性測定の結果と比較すると、測定位置が原因と考えられる以上の差異はなく、経年劣化による影響はほとんどないことが確認された。

報告書

Experimental data on polyethylene shield transmission of quasi-monoenergetic neutrons generated by 43- and 68-MeV protons via $$^{7}$$Li(p,n) reaction

中尾 徳晶*; 中島 宏; 中尾 誠*; 坂本 幸夫; 中根 佳弘; 田中 進; 田中 俊一; 中村 尚司*

JAERI-Data/Code 98-013, 46 Pages, 1998/03

JAERI-Data-Code-98-013.pdf:2.14MB

原研高崎研の90MV-AVFサイクロトロンに設置された、ビーム状準単色中性子発生装置において、43及び68MeV陽子の$$^{7}$$Li(p,n)反応により生じる中性子を用いて、厚さ183cmまでのポリエチレン遮蔽体を透過する中性子の測定を行った。中性子のエネルギースペクトルを、BC501Aシンチレーション検出器及びボナーボール検出器を用いて、中性子反応率分布を、核分裂計数管及び固体飛跡検出器を用いてそれぞれ測定した。また、中性子レムカウンターを用いて、中性子線量当量を測定した。本報告書は、ベンチマーク計算に供するために、これら実験データを数値によって公開したものである。

論文

有機液体シンチレータを用いた計測技術

大山 幸夫

放射線, 24(1), p.77 - 83, 1998/00

最近の有機液体シンチレータの応用について概括する。モンテカルロシミュレーションコードの進歩により、応答関数が容易に計算できるようになったため、アンフォールディング法による中性子スペクトル測定が14MeVから中高エネルギー領域まで拡大した。また、$$gamma$$線スペクトル測定も試みられている。これら最近の仕事は様々な実験の必要性から生じたものである。

論文

A Response of an imaging plate to heavy ion beams and its LET effects

阿部 健*; 小嶋 拓治; 鈴谷 卓之*; 村上 泰朗*; 斉藤 究*; 藤 健太郎*; 酒井 卓郎; 武部 雅汎*

Radiation Detectors and Their Uses, p.323 - 328, 1998/00

異種放射線混在場における線種・エネルギー弁別画像計測技術を確立するため、イメージングプレート(IP,輝尽発光体:BaFBr:Eu$$^{2+}$$)の放射線応答特性を調べており、既にX($$gamma$$)線、電子線及び軽イオンビームに関しては、IPに含まれる色素の効果や放射線の飛程のちがいを利用した弁別方法を見出した。今回はより高い線エネルギー付与(LET)をもつKrまでの重イオンに対する応答特性を調べた。照射後のIPの光励起スペクトルは、500及び600nmにおいてそれぞれF及びBrの色センターに起因するピークをもつが、これを近似関数を用いて成分分離すると他にも小ピークがあり、これらの存在と強度変化が元のピークの位置や形を決めていることが新たにわかった。さらにこの成分がフェーディング挙動に関連することが示唆された。また照射後光ブリーチングを行うと、ピーク成分が個別に励起光強度に依存し、この現象が機構解明に結びつくことが考えられた。

報告書

Effects of primary recoil (PKA) energy spectrum on radiation damage in FCC metals

岩田 忠夫*; 岩瀬 彰宏

JAERI-Research 97-073, 45 Pages, 1997/10

JAERI-Research-97-073.pdf:1.55MB

本報告は、核融合炉14MeV中性子による材料の照射損傷を既存の放射線源を利用した照射実験から予測するために、いわゆる照射損傷の相互比較の物理的枠組を構築することを目的としている。我々は、照射イオンの種類とエネルギーを大巾に変えて極低温イオン照射実験を行い、欧米での極低温電子線、中性子照射実験の結果も合わせて、この相互比較の物理的枠組の構築に成功した。照射粒子が異なると、反跳原子(PKA)エネルギースペクトルが異なるが、その結果生成される照射損傷を特徴づけるパラメータとしてPKAメディアンエネルギーという量を定義した。従来行われてきた照射損傷のDPA評価から出発する場合、照射粒子の相違によるDPA評価からのずれが、このPKAメディアンエネルギーを尺度として統一的に記述できる。

論文

Measurement of neutron energy spectrum below 10keV in an iron shield bombarded by deuterium-tritium neutrons and benchmark test of evaluated nuclear data from 14 MeV to 1 eV

前川 藤夫; 大山 幸夫

Nuclear Science and Engineering, 125(2), p.205 - 217, 1997/02

 被引用回数:3 パーセンタイル:67.16(Nuclear Science & Technology)

D-T中性子を入射した鉄遮蔽体中の10keV以下の中性子スペクトルを減速時間法により5-13%の実験誤差で測定した。このスペクトルと以前に同じ遮蔽体中で測定された高エネルギー部分の中性子スペクトル、及び放射化反応率の実験データを用いて、評価済み核データファイル(JENDL-3.1、-3.2、Fusion File、FENDL/E-1.0)の鉄の中性子データのベンチマークテストを14MeVから1eVの全エネルギーに対して行った。その結果、JENDL-Fusion File、FENDL/E-1.0による輸送計算結果はすべてのエネルギーに対してそれぞれ20%$$<$$15%で実験と一致した。また、非弾性散乱断面積が10keV以下の低エネルギー中性子スペクトル輸送に大きく影響することが分かった。

論文

Whole energy absorption spectrometer for decay heat measurement of fusion reactor materials and application for beta-ray spectrum measurement

前川 藤夫; 池田 裕二郎

Proc. of Int. Conf. on Nucl. Data for Science and Technol., 59, p.1201 - 1205, 1997/00

D-T中性子照射された核融合炉材料中で発生する崩壊熱は、炉の事故時の安全性評価及び炉停止手順の作成にとって重要である。この崩壊熱を測定することを目的として、1対の大型BGOシンチレータからなる全エネルギー吸収スペクトロメータを開発した。原研FNSのD-T中性子源を用いた崩壊熱測定実験を行った結果、以下のようなスペクトロメータの特徴が明らかとなった:(1)高感度($$<$$100pW/g)、(2)スペクトル解析による核種同定、(3)小さな試料による測定、(4)10%程度の実験誤差。また、本スペクトロメータでは同時に$$beta$$線スペクトル測定が可能であり、$$^{32}$$P,$$^{62}$$Cu等から放出される$$beta$$線のスペクトル測定を行った。

報告書

Experiments on iron shield transmission of quasi-monoenergetic neutrons generated by 43- and 68-MeV protons via the $$^{7}$$Li(P,n) reaction

中島 宏; 中尾 徳晶*; 田中 俊一; 中村 尚司*; 秦 和夫*; 田中 進; 明午 伸一郎; 中根 佳弘; 高田 弘; 坂本 幸夫; et al.

JAERI-Data/Code 96-005, 46 Pages, 1996/03

JAERI-Data-Code-96-005.pdf:1.54MB

中間エネルギー領域中性子の鉄遮蔽体透過に関するベンチマークデータを取得するために、原研高崎研の90MV-AVFサイクロトロンの単色中性子発生装置を用いて、43及び68MeV陽子により薄い$$^{7}$$Liターゲットから発生するビーム状疑似単色中性子が0cmから130cmの厚さの鉄遮蔽体を透過したときの、遮蔽体後面における中性子エネルギースペクトル及び遮蔽体内部の中性子反応率の分布を測定した。本報告書には、5種類の検出器、即ちBC501Aシンチレーション検出器、ボナーボール検出器、$$^{238}$$U及び$$^{232}$$Th核分裂計数管、$$^{7}$$LiF及び$$^{nat}$$LiF TLD、固体飛跡検出器を用いて測定した。$$^{7}$$Li(P,n)反応による中性子ピークエネルギーから10$$^{-4}$$eVに至るエネルギー範囲に対する測定値の数値データが記載されている。

論文

Characteristics of a vaccum-type microcalorimeter for synchrotron-radiation measurements

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

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 365, p.553 - 558, 1995/00

 被引用回数:2 パーセンタイル:66.52

放射光の絶対強度を測定するために、以前我々は恒温槽型全吸収微小熱量計を開発した。今回は、数keVのエネルギー領域まで測定範囲を拡張することと、数Wの放射光強度測定に対応することを目的として、真空型全吸収微少熱量計を新たに開発した。この熱量計は、数10$$mu$$から数Wの熱量に対して0.1%の直線性を有している。単色及び白色放射光に対する熱量計の性能について実験的検証を行ったところ、8から40keVのエネルギー範囲で絶対精度として、3%以下であり、白色光において約2Wまでの放射光強度に対して測定可能であることが示された。

報告書

Recommended values of decay heat power and method to utilize the data

田坂 完二*; 片倉 純一; 吉田 正*; 加藤 敏郎*; 中嶋 龍三*

JAERI-M 91-034, 97 Pages, 1991/03

JAERI-M-91-034.pdf:2.3MB

核分裂生成物による崩壊熱の推奨値を五つの核分裂系(U-235,-238,Pu-239,-240およびPu-241)に対して与えてある。これらの推奨値は1990年に公開となったJNDCによる核分裂生成物の核データライブラリー第二版を用いた総和計算に基づいたものである。推奨値は二種類の方法で現わされている。一つは表形式であり、もう一つは33項の指数関数表示である。本報告書には、また、FPによる崩壊熱への中性子吸収効果の補正因子、ガンマ線エネルギースペクトルも与えられている。本報告書の内容は核データ委員会の崩壊熱評価ワーキンググループおよび原子力学会の「原子炉崩壊熱基準」研究専門委員会の成果に基づいている。

論文

External doses due to terrestrial gamma rays on the snow cover

斎藤 公明

Radiation Protection Dosimetry, 35(1), p.31 - 39, 1991/00

積雪は、地殼中の天然放射性核種からやって来るガンマ線(地殼ガンマ線)の線量を変化させる重要な要因の一つである。本研究では、地殼ガンマ線の性質と線量の積雪による変化を、モンテカルロ計算により究明した。地殼ガンマ線空気カーマの積雪による減衰のデータを示し、$$^{238}$$U系列、$$^{232}$$Th系列、$$^{40}$$Kの主要核種間での減衰傾向の差について議論を加えた。また、地殼ガンマ線のエネルギー分布と方向分布の積雪上での特徴を明らかにした。さらに、数値ファントムを用いて積雪上で人体が受ける臓器線量を計算し、空気カーマあたりの実効線量当量が、雪が無い場合に比べて15-20%低くなることを明らかにした。ここで得た知見は、積雪時期に人間集団が受ける線量の推定に、また、地殼ガンマ線を利用した積雪水量の推定に、活用されると期待される。

報告書

モンテカルロコードMCNPによる黒鉛体系中での中性子透過計算

小手川 洋; 笹本 宣雄; 田中 俊一

JAERI-M 86-055, 37 Pages, 1986/03

JAERI-M-86-055.pdf:0.9MB

連続エネルギ-モデル・モンテカルロコ-ドMCNPの適用性評価のため、速中性子の黒鉛透過実験の解析を行った。反応率及びスペクトルについて実験値及びMcBENDコ-ドの計算値と比較することによリ、MCNPコ-ドの透過計算の妥当性を確認した。その結果、MCNPコ-ドではWeight-window法の適用により70cmまでの深層透過計算に十分適用可能であることを明かにした。

論文

A Thermal desorption study of the surface interaction between tritium and type 316 stainless steel

平林 孝圀; 佐伯 正克; 立川 圓造

J.Nucl.Mater., 126, p.38 - 43, 1984/00

 被引用回数:36 パーセンタイル:5.33

ガス状トリチウム(HT-ガス)とステンレス鋼(SUS316)表面との相互作用について、昇温脱離法による研究を行なった。ステンレス鋼表面に収着したトリチウムの昇温脱離スペクトル中には4つのピークが、430(HT-I),540(HTO),750(HT-II)および970K(HT-III)付近に現われ、トリチウムは少なくとも、4つの異なる状態で収着されていること、また、各収着状態からのトリチウムの脱離に要する活性化エネルギーは、20$$pm$$4(HT-I),27$$pm$$7(HTO),55$$pm$$9kJ/mol(HT-II)であることが見いだされた。これらの結果から、次のような結論を得た。収着トリチウムの約90%は収着過程でOT$$^{-}$$イオンを形成しており、このOT$$^{-}$$イオンは脱離過程で表面酸化物の触媒作用によりHTOになる。収着トリチウムの約10%はHTの形で脱離する。その内の約1/2は解離して収着されており、完全に脱離するには、970K以上に加熱する必要があるのに対し、残りの約1/2は解離せずに収着しており、きわめて容易に脱離する。

論文

Monte carlo colculation of source characteristics of FNS water cooled type tritium target

関 泰; 大山 幸夫; 池田 裕二郎; 田中 俊一; 前川 洋; 中村 知夫; 川崎 弘光*

Journal of Nuclear Science and Technology, 20(8), p.686 - 697, 1983/00

 被引用回数:5 パーセンタイル:41.76(Nuclear Science & Technology)

核融合炉物理用中性子源(FNS)の水冷式トリチウムターゲットの線源特性を3次元モンテカルロ法を用いて計算した。源中性子の角度分布とエネルギースペクトルを計算して測定結果と較べた。その結果、実験と計算の間に良い一致が見られ、両者に対する信頼性が向上した。中性子によって生成されたガンマ線束に関しては大きな不一致が見られさらに検討を要する。計算から得られた中性子スペクトルは、測定器の分解能に対する補正を必要としないので、今後の水冷ターゲットを用いた実験解析に利用される。

論文

JMTRにおける高速中性子照射量の評価法

桜井 文雄; 新保 利定

日本原子力学会誌, 25(5), p.56 - 66, 1983/00

JMTRでは材料試料の高速中性子照射量として、1.0MeV以上または0.1MeV以上の中性子照射量を提供してきた。一方、材料の受ける中性子照射損傷の程度は、単に1.0MeV以上又は0.1MeV以上の中性子照射損傷の程度は、単に1.0MeV以上又は0.1MeV以上の中性子照射量に依存するばかりでなく、照射中性子のエネルギースペクトルにも強く依存している。従って、原子炉材料の中性子照射損傷の研究においては、中性子エネルギースペクトルの情報を含む照射量の単位を用いて評価した中性子照射量が使用されるべきである。本報においては、照射量の単位として、材料の中性子照射損傷に関連した損傷中性子照射量(damage fluence)や、はじき出し損傷(dpa)等について検討し、さらにこれらと1.0MeV以上の中性子照射量との関係を求めた。この結果、Feモニタによる1.0MeV以上の中性子照射量の実測値から、材料試料の受けた中性子照射量を中性子エネルギースペクトルの情報を含む照射量の単位を用いて表わせるようになった。

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