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論文

Bias effects on g- and s-factors in Westcott convention

原田 秀郎

Applied Sciences (Internet), 11(14), p.6558_1 - 6558_20, 2021/07

 被引用回数:0 パーセンタイル:0(Chemistry, Multidisciplinary)

中性子放射化分析と中性子捕獲断面積の精度向上のために、Westcott記法のg因子とs因子のバイアス効果について検討した。バイアス要因として、接合関数形状,中性子温度,試料温度を調べた。2つの1/v則に従う同位体($$^{197}$$Au, $$^{59}$$Co)と6つの非1/v同位体($$^{241}$$Am, $$^{151}$$ Eu, $$^{103}$$Rh, $$^{115}$$In, $$^{177}$$Hf, $$^{226}$$Ra)について、定量的な計算を行った。詳細なモンテカルロ シミュレーションによって推定された最新の接合関数で計算したs因子を、Westcottによる従来の接合関数で計算したs因子と比較した。この結果、サンプル温度によって誘発されるバイアスは、g因子の場合で0.1%のオーダー、s因子の場合で1%のオーダーと小さいことを示した。一方、接合関数の形状の差に起因するs因子のバイアスは、同位体と中性子温度の両方に大きく依存することを示した。この結果、反応率にも大きな影響が生じることも示した。この効果を明示するため、熱外中性子インデックスr=0.1の場合に、検討した8種類すべての同位体について、反応率に生じるバイアスを定量的に与えた。

論文

A New convention for the epithermal neutron spectrum for improving accuracy of resonance integrals

原田 秀郎; 高山 直毅; 米田 政夫

Journal of Physics Communications (Internet), 4(8), p.085004_1 - 085004_17, 2020/08

原子炉を用いた放射化分析などで重要な中性子共鳴積分値を高精度化するため、熱外中性子スペクトルの新しい近似を定式化した。近似式の導出に当たっては、はじめにモンテカルロ計算コードMVP-3を用いて参照解となる中性子スペクトルを計算し、これから 型の関数型を導出した。従来の近似式に比較し、導出した関数型は、中性子共鳴積分値を高精度に決定できることを示した。この検討は、過去にJRR-3で行われた$$^{135}$$Csの中性子共鳴積分値の測定データに基づき行われた。また、提唱した近似式に導入したパラメータ$$alpha$$及び$$beta$$を実験的に決定するため、3種類のフラックスモニター($$^{197}$$Au, $$^{59}$$Co及び$$^{94}$$Zr)を用いる手法を提唱するとともに、解析手法を定式化した。

論文

核不拡散・核セキュリティ用アクティブ中性子NDA技術の研究開発,3; NDA装置設計用中性子輸送コードの評価

前田 亮; 米田 政夫; 飛田 浩; 大図 章; 呉田 昌俊; Bogucarska, T.*; Crochemore, J. M.*; Varasano, G.*; Pedersen, B.*

第37回核物質管理学会日本支部年次大会論文集(CD-ROM), 7 Pages, 2017/02

原子力機構(JAEA)と欧州共同研究センター(JRC)は、使用済み燃料や次世代型MA燃料などの高線量核物質に適用可能な非破壊測定技術の研究開発を共同で実施している。本研究では、次世代型ダイアウェイ時間差分析法(DDA)の実証装置の設計・開発に用いる中性子輸送コードの信頼性が重要となる。そこで中性子輸送コードの信頼性を評価するために、JRC型DDAを用いたPulsed Neutron Interrogation Test Assembly (PUNITA)とJAEA型DDAを用いたJAEA Active Waste Assay System-Tokai (JAWAS-T)の2つの装置の測定空間内の中性子束分布を測定し、さらにPUNITAでは測定試料のマトリクス内の中性子束分布を測定し、中性子輸送コードによるシミュレーション結果と比較した。本報では、それら試験及びシミュレーション結果と信頼性の評価結果について報告する。

論文

Evaluation of neutron flux distribution in the JAEA type and JRC type DDA systems

前田 亮; 米田 政夫; 飛田 浩; 大図 章; 呉田 昌俊; Bogucarska, T.*; Crochemore, J. M.*; Varasano, G.*; Pedersen, B.*

Proceedings of INMM 57th Annual Meeting (Internet), 9 Pages, 2016/07

原子力機構では、核変換用MA-Pu燃料などの高線量核燃量の非破壊測定技術の開発を目的として欧州JRCとの共同研究を開始した。共同開発項目の1つであるDDA法の技術開発として、JAEA型DDA法とJRC型DDA法の特性を比較し、より発展した手法、装置の開発を目指している。JRC型DDA法では高感度を実現するために14MeV中性子発生管とグラファイトを用いて大量の熱中性子を発生させている。一方、JAEA型DDA法では測定対象のマトリクスによる減速を利用し測定対象内の位置感度差を低減するために、高速中性子の多い中性子場を発生させている。DDA法では、装置の性能を評価する上で中性子発生管により装置内に作られる中性子場を正確に評価することが重要である。本発表では、モンテカルロシミュレーションと放射化測定により得られた結果に基づいたJRC型DDA法を使用したPUNITAとJAEA型DDA法を使用したJAWAS-T装置内の中性子束分布について評価結果を報告する。

論文

Analysis of sequential charged particle reaction experiments for fusion reactors

山内 通則*; 堀 順一*; 落合 謙太郎; 佐藤 聡; 西谷 健夫; 川崎 弘光*

Fusion Engineering and Design, 81(8-14), p.1577 - 1582, 2006/02

 被引用回数:1 パーセンタイル:10.67(Nuclear Science & Technology)

シーケンシャル反応、すなわち1次反応で発生する荷電粒子と構成材料の核反応により2次的に生成される放射能は、低放射化材料の場合残留放射能として大きな影響を持つ可能性がある。FNSでは、これまで各種低放射化材に対して実験によりシーケンシャル反応による放射能を評価した。また、核融合炉設計の放射化解析のために原研で開発されたACT4コードに新たにシーケンシャル反応による放射化計算機能を追加した。本研究では、ACT4コードのシーケンシャル反応取扱い機能を用いてFNSの実験を解析し、シーケンシャル反応は最大2倍程度残留放射能を高め、実験値を再現するためにはその影響が無視できないことを明らかにした。ただし実験値と計算値の間にはまだ小さくはない不一致があり、今後シーケンシャル反応にかかわる核データの見直し等が必要と考えられる。

論文

Irradiation effects on precipitation in reduced-activation ferritic/martensitic steels

谷川 博康; 酒瀬川 英雄*; Klueh, R. L.*

Materials Transactions, 46(3), p.469 - 474, 2005/03

 被引用回数:16 パーセンタイル:71.64(Materials Science, Multidisciplinary)

核融合炉材料構造材料として開発されてきた低放射化フェライト鋼については、これまで多くの照射実験が行われてきた。中でも300$$^{circ}$$Cでの照射による強度特性変化の評価は、水冷却ブランケット構造を基本設計とする日本の開発方針においては、もっとも重要なものである。これまで300$$^{circ}$$C, 5dpa照射された低放射化フェライト鋼(F82H, JLF-1, ORNL9Cr等)について引張強度,衝撃特性,微細組織について調べた結果、鋼によって異なる特性変化を示すが、これらの違いは照射によって形成される転位ループによっては十分説明できないものであった。そこで本研究では析出物挙動に着目した研究を行った。研究にあたっては特に平均的な情報を得るために、抽出残渣法により析出物量を測定し、さらに残渣についてX回折による構造解析、及び化学分析を行った。その結果、照射によって、析出物(主としてM$$_{23}$$C$$_{6}$$)が増加する傾向にあること,析出物に含まれるCr量が増加する一方でW量が減少すること,MX系析出物が消滅したこと、が明らかになった。

論文

多重$$gamma$$線放射化分析法による鉄鋼標準物質中の微量なヒ素とアンチモンの定量

木村 敦; 大島 真澄

鉄と鋼, 90(12), p.1004 - 1009, 2004/12

鉄鋼スクラップの利用拡大や高機能鋼の発展に伴い、微量不純物元素(トランプエレメント)をsub-ppmオーダーで定量する技術の確立が大きな問題となっている。そこで、本研究では、われわれのグループが開発した多重$$gamma$$線放射化分析法を用いて鉄鋼中のAs, Sbの定量を行った。その結果、定量値は数%$$sim$$0.1ppmの幅広い範囲で認証値とよく一致した。定量下限値は従来の放射化分析法と比べて大きく改善し、定量下限はAsで0.01ppm、Sbで0.005ppmであることが確認された。また、定量値のばらつきを求めるために繰り返し測定を行ったところ、ppmオーダーの測定に対して定量値のばらつきは10%以下のsub-ppm程度と十分に小さく、本手法は定量手法として精度が高いことが確認された。以上の結果から、本分析法により、鉄鋼中の微量As, Sbが化学分離を伴わずに高確度で定量できることが確認された。

報告書

Proceedings of the FNCA 2002 Workshop on the Utilization of Research Reactors; January 13-17, 2003, Jakarta & Serpong, Indonesia (Contract research)

国際原子力総合技術センター

JAERI-Conf 2004-010, 236 Pages, 2004/06

JAERI-Conf-2004-010.pdf:14.82MB

研究炉利用ワークショップは、2002年3月に東京で開催されたアジア原子力協力フォーラム第3回コーディネータ会合での合意に基づいて、文部科学省からの受託として2003年1月13日から17日まで、インドネシアのジャカルタ及びスルポンで開催されたものである。Tc-99mジェネレータ技術及び中性子放射化分析の2つのテーマについてワークショップを開催し、中国,インドネシア,韓国,マレーシア,フィリピン,タイ,ベトナム及び日本の8か国から88名が参加した。本論文集は、8編の全体会議からの報告,10編のTc-99mジェネレータ分野の報告,10編の中性子放射化分析分野の報告及び1編のサマリー報告を収録したものである。

論文

Experimental study on induced radioactivity in boron-doped low activation concrete for DT fusion reactors

佐藤 聡; 森岡 篤彦; 金野 正晴*; 落合 謙太郎; 堀 順一; 西谷 健夫

Journal of Nuclear Science and Technology, 41(Suppl.4), p.66 - 69, 2004/03

DT核融合炉では、運転停止後メンテナンスのために、コンクリート製の生体遮蔽体に近づく。したがって崩壊$$gamma$$線線量率を最小化させることが重要である。本研究では、標準コンクリート及び低放射化コンクリートを準備し、DT中性子照射実験により誘導放射能を評価した。ここで用いた低放射化コンクリートでは、Si, Al, Fe等の量が標準コンクリートに比べて1$$sim$$3桁小さい。長寿命核種を生成するCo及びEuの微量元素もまた著しく減少させている。加えて、用いた低放射化コンクリートは、熱中性子を減少させるために1$$sim$$2wt%のホウ素を含んでいる。照射は原研FNSの80$$^{circ}$$ラインで合計で12時間行った。照射後、1日$$sim$$数か月後の誘導放射能を高純度Ge検出器による$$gamma$$線分析機を用いて測定した。照射後10日後の低放射コンクリートの誘導放射能は標準コンクリートより1桁小さいことがわかった。Na-24の誘導放射能が減少したためである。標準コンクリートではZrとRbの微量元素が観測されたが、低放射化コンクリートでは観測されなかった。また、低放射化コンクリートではCoが劇的に減少されていることが実験的に確認できた。本研究で用いた低放射化コンクリートは核融合炉の遮蔽材として非常に有用であると結論できる。

報告書

研究炉利用における研究成果集; 平成13年度

研究炉利用課

JAERI-Review 2003-019, 484 Pages, 2003/07

JAERI-Review-2003-019.pdf:29.68MB

平成13年度における研究炉での実験利用,照射利用を行った利用者(原研外を含む)からの成果の提出を受け、これをとりまとめたものである。

報告書

Proceedings of the 2001 Workshop on the Utilization of Research Reactors; November 5-9, 2001, Beijing, China (Contract research)

研究炉部

JAERI-Conf 2003-004, 353 Pages, 2003/03

JAERI-Conf-2003-004.pdf:21.39MB

研究炉利用ワークショップは、2000年3月に東京で開催されたアジア原子力協力フォーラム第2回コーディネーター会合での合意に基づいて、文部科学省からの受託として11月5日から9日まで、中国の北京で開催されたものである。11月5日から5日間、北京において中性子散乱,Tc-99mジェネレータ及び中性子放射化分析の3テーマに関するワークショップを開催した。ワークショップには、中国,インドネシア,韓国,マレーシア,フィリピン,タイ,ベトナム、及び日本の8ヵ国から約70名が参加した。本論文集は12編の全体会議からの報告,12編の中性子散乱分野の報告,13編のTc-99mジェネレータ分野の報告,11編の中性子放射化分析分野の報告、及び1編のサマリー報告を収録したものである。

論文

Adsorbed compounds on pine needle surfaces for the environmental monitoring of uranium

齋藤 陽子; 宮本 ユタカ; 間柄 正明; 桜井 聡; 臼田 重和

Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, 255(2), p.341 - 345, 2003/02

 被引用回数:4 パーセンタイル:32.72(Chemistry, Analytical)

環境への原子力活動の影響をよりよく理解するために、核物質の量及び分布を明らかにすること、すなわち、環境モニタリングが必要である。大気浮遊じんは、放射性物質や大気汚染物質の直接の輸送媒体であるため、しばしばモニタリングの指標として使われている。エアサンプラーは、大気浮遊じんを捕集するために使われるが、それらは捕集の時期や場所に制限がある。大気浮遊じんは、植物の葉表面に付着することが知られている。この現象に着目して、ウランの環境モニタリングのための指標として松葉表面付着物を利用することを検討した。原研東海研内の松林で採取した松葉を溶剤で洗浄し、表面付着物を回収した。また大気浮遊じんは、松葉採取と同じ場所でエアサンプラーにより捕集した。それぞれの元素濃度は機器中性子放射化分析(INAA)により測定した。松葉表面付着物中の元素濃度パターンは、同時期に捕集した大気浮遊じんと一致し、大気浮遊じんは、松葉表面付着物の主な成分であることがわかった。これらは、松葉表面付着物がウランの環境モニタリングのための指標となる可能性を示唆する。発表では、ICP-MSによるウランの同位体比及び定量分析の結果も報告する。

報告書

Proceedings of the 2000 Workshop on the Utilization of Research Reactors; November 20-24 Taejon, Korea (Contract research)

研究炉部

JAERI-Conf 2001-017, 397 Pages, 2001/11

JAERI-Conf-2001-017.pdf:46.89MB

研究炉利用ワークショップは、2000年3月に東京で開催された第1回FNCAコーディネーター会合での合意に基づいて、文部科学省からの受託として11月20日から24日まで、韓国のテジョン市で開催されたものである。11月20日から5日間、テジョン市において中性子散乱、中性子放射化分析及び研究炉利用技術(BNCT)の3テーマに関するワークショップを開催した。ワークショップには、オーストラリア,中国,インドネシア,韓国,マレーシア,タイ,ベトナム,及び日本の8ヵ国から約60名が参加した。本論文集は13編の中性子散乱分野の報告,12編の中性子放射化分析分野の報告,12編の研究炉利用技術(BNCT)分野の報告,及び2編のサマリー報告を収録したものである。

報告書

JRR-4即発$$gamma$$線分析装置によるBNCT用血液サンプルのホウ素濃度測定

山本 和喜; 岸 敏明; 堀 直彦; 熊田 博明; 鳥居 義也; 堀口 洋二

JAERI-Tech 2001-016, 34 Pages, 2001/03

JAERI-Tech-2001-016.pdf:1.56MB

BNCTにおいて、効果的な線量を与えるためには、患部内のホウ素濃度を正確かつ迅速に測定することが必要とされている。即発$$gamma$$線分布装置は$$^{10}$$B濃度測定に対し、高感度、前処理不要などの利点があり、本報告は、JRR-4に新設された即発$$gamma$$線分析装置を用いたホウ素濃度の測定方法について報告する。ボロンのピークは一般に見られるガウス分布の形をとらない。これは$$^{10}$$B(n,$$alpha$$)反応で生成された$$^{7}$$Li核が高速運動中に$$gamma$$線を放出するため、ドップラー効果により真の$$gamma$$線エネルギーよりずれた波長を伴う。このドップラーピークの関係形態を明らかにするとともに、スペクトルデータより非線型最小二乗法を用いてフィッティングするプログラムの開発を行った。本方法で検証された検量線を用いて実際のBNCTが行われた。

報告書

研究炉利用における研究成果集; 平成11年度

豊田 政幸*

JAERI-Review 2001-004, 494 Pages, 2001/03

JAERI-Review-2001-004.pdf:31.77MB

平成11年度における研究炉での実験利用,照射利用を行った利用者(原研外を含む)からの成果の提出を受け、これを取りまとめたものである。

報告書

放射化分析支援システムの検証試験(協力研究)

笹島 文雄; 澤幡 浩之*; 鬼沢 孝治*; 市村 茂樹; 大友 昭敏; 伊藤 泰男*; 高柳 政二

JAERI-Tech 2000-073, 49 Pages, 2000/12

JAERI-Tech-2000-073.pdf:4.43MB

放射化分析支援システムは、放射化分析の経験が少ない利用者でも、簡便で、かつ正確に分析試料の多元素同時分析を行えるように分析作業を支援するためのものである。本検証試験では、放射化分析支援システムの機能、使い易さ、分析の正確さ等についての確認を行った。検証試験の方法としては、JRR-3M PN-3設備に整備した照射装置、測定装置、自動試料交換装置、解析装置及びKo法に基づく解析ソフト「KAYZERO/SOLCOI」を用いて実施し、ゲルマニウム検出器の校正、照射場のパラメータの測定、及び3種類の環境標準試料の分析を行った。本システムによる分析においては、多元素同時分析により合計28元素を定量し、保証値を有する16元素を15%以内の正確さで分析することができたので、システムの紹介とこれらの結果について報告する。

報告書

研究炉利用における研究成果集; 平成10年度

豊田 政幸*; 小山 芳己

JAERI-Review 2000-004, p.398 - 0, 2000/03

JAERI-Review-2000-004.pdf:19.39MB

平成10年度における研究炉での実験利用、照射利用を行った利用者(原研外を含む)からの成果の提出を受け、これをとりまとめたものである。

報告書

Proceedings of the 1998 Workshop on the Utilization of Research Reactors; February 8-24 1999, Yogyakarta/Serpong, Indonesia (Contract research)

研究炉部

JAERI-Conf 99-012, p.358 - 0, 1999/10

JAERI-Conf-99-012.pdf:27.09MB

研究炉利用ワークショップでは、1998年3月に東京で開催された第9回アジア地域原子力協力国際会議での合意に基づいて、科学技術庁からの受託調査として2月8日から14日まで、インドネシアのジョグジャカルタ市及びスルポンで開催されたものである。2月8日からの4日間、中性子散乱、中性子放射化分析及び研究炉の運転・保守(安全確保)の3テーマに関するワークショップを開催し、引き続き2月12日から3日間インドネシア原子力庁・スルポン材料科学研究センターにおいて、小角散乱実験に関するサブワークショップを開催した。ワークショップには、オーストラリア、中国、インドネシア、韓国、マレーシア、タイ、ベトナム及び日本の8か国から、約90名が参加した。

論文

研究炉利用分野における成果と今後の展開

海江田 圭右

エネルギーレビュー, 19(8), p.12 - 15, 1999/08

原子力委員会が推進しているアジア地域原子力協力の一環として研究炉利用の分野で1992年度から1998年度まで過去7年間にワークショップを7回開催しており、ワークショップに先立って行うサブワークショップを中性子散乱実験等について計6回開催している。ワークショップのテーマは、中性子散乱、RI製造、放射化分析、研究炉の運転・保守(安全確保)である。ワークショップ全体の参加者数は、延べ630名である。研究者間のネットワークを作りニューズレターを発行し、このワークショップにおいて実施された協力研究の成果を国際的な学術誌、国際会議で発表している。

論文

Prompt-gamma activation analysis with guided neutron beams

R.M.Lindstrom*; 米澤 仲四郎

Prompt Gamma Neutron Activation Analysis, 0, p.93 - 100, 1995/00

これまでの即発ガンマ線放射化分析法(PGAA)は分析感度が低いという欠点があったが、ビーム質の優れた冷及び熱中性子ガイドビームを中性子源とすることにより、$$gamma$$線バックグラウンドが減少し、検出効率を大きくとる事ができる事から、分析感度が大巾に改善される。ガイドビームの有効性について記述するとともに、冷中性子源、及び中性子導管について各種方式の紹介を行った。ガイドビームを用いるPGAAの正確さについて試料による散乱及び温度の影響等について考察を行い、K$$_{o}$$法を用いた内標準法についての記述を行った。これまでに報告されたガイドビームを用いたPGAAの実験装置について、米国NIST,JAERI等の8つの装置の紹介を行い、分析感度の比較を行った。最後に中性子ビームのフォーカシング及びそれを用いたPGAAの将来性についても記述を行った。

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