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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.

論文

Development of dose monitoring system applicable to various radiations with wide energy ranges

佐藤 達彦; 佐藤 大樹; 遠藤 章; 山口 恭弘

Journal of Nuclear Science and Technology, 42(9), p.768 - 778, 2005/09

 被引用回数:16 パーセンタイル:22.77(Nuclear Science & Technology)

高エネルギー加速器施設の作業環境,環境中のバッグランドに存在する中性子,光子,ミューオンによる線量を高感度に測定できる線量測定システムDARWIN(Dose monitoring system Applicable to various Radiations with WIde energy raNges)を開発した。この測定システムは、検出器に液体有機シンチレータをLi-6含有ZnS(Ag)シンチレータで取り囲んだホスウィッチ型検出器を用い、各粒子に起因する信号を波形弁別により識別し、これに線量変換係数を乗じることでリアルタイムで線量を評価することができる。実験及び計算により、DARWINは、従来のモニタに比べ感度,適用粒子の多様性及び適用エネルギー範囲の点で優れた特性を有することを明らかにした。

論文

CsI(Tl)/Plastic phoswich detector enhanced in low-energy $$gamma$$-ray detection

山外 功太郎; 堤 正博; 大石 哲也*; 吉澤 道夫; 吉田 真

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 550(3), p.609 - 615, 2005/09

 被引用回数:3 パーセンタイル:66.93(Instruments & Instrumentation)

大面積プラスチックシンチレーション検出器の低エネルギー領域の感度を改善するため、薄板状CsI(Tl)シンチレータとプラスチックシンチレータとを組合せたホスウィッチ検出器を開発し、その実用可能性を評価した。検出限界放射能を向上するため、立ち上がり時間解析を用いたCsI(Tl)信号成分の分離抽出を行った。検出限界放射能の評価から、大面積プラスチック検出器の前面に薄板状CsI(Tl)を貼り付けることで、その検出可能エネルギー範囲を数十keVまでに拡張可能であることが明らかになった。

論文

Coupled hydrogen moderator optimization with ortho/para hydrogen ratio

甲斐 哲也; 原田 正英; 勅使河原 誠; 渡辺 昇; 池田 裕二郎

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 523(3), p.398 - 414, 2004/05

 被引用回数:29 パーセンタイル:10.53(Instruments & Instrumentation)

結合型水素モデレータの中性子性能を、パラ水素濃度,モデレータの厚さと高さ,プレモデレータの厚さを関数として評価した。100%パラ水素による厚い(120$$sim$$140 mm)モデレータが、高い15meV以下の時間-エネルギー積分強度とパルスピーク強度を得るという観点から最適であることがわかった。モデレータの中性子取出面における低エネルギー中性子強度分布より、プレモデレータ近辺の周縁部分の強度が中心部よりも高いことがわかった。この独特な分布から、プレモデレータに近いモデレータ周辺部の明るい部分を利用できるよう、モデレータと中性子取出面の設計が重要となることを示している。

論文

High power transient characteristics and capability of NSRR

中村 武彦; 片西 昌司; 加島 洋一; 谷内 茂康; 吉永 真希夫; 寺門 義文

Journal of Nuclear Science and Technology, 39(3), p.264 - 272, 2002/03

 被引用回数:5 パーセンタイル:61.21(Nuclear Science & Technology)

原研NSRRでは制御系を改造し、異常過渡時の燃料挙動を調べるための高出力過渡運転(台形パルス運転)を実現した。この運転により、数ミリ秒間で最高出力23GWに達する単一パルス運転に加え、最高出力10MWの高出力運転を数秒間程度続ける運転が可能となった。この運転のために開発した1点動特性モデルによるシミュレータを用いた計算と運転試験により、台形パルス運転でのNSRRの特性を評価した。本報では、台形パルス運転でのNSRRの能力,運転限界,制御棒価値やフィードバック反応度等の特性について議論する。また、この台形パルス運転によりBWRの出力振動を模擬した運転が可能となった。

論文

Optimization of coupled hydrogen moderator for a short pulse spallation source

甲斐 哲也; 勅使河原 誠; 渡辺 昇; 原田 正英; 坂田 英明*; 池田 裕二郎

Journal of Nuclear Science and Technology, 39(2), p.120 - 128, 2002/02

 被引用回数:9 パーセンタイル:43.06(Nuclear Science & Technology)

高い積分強度の冷中性子ビームに対する利用者からの要求が大きいため、2つの取り出し面を確保し、できるだけ多くのビームラインを配置できるよう結合型液体水素モデレータの設計検討を行っている。本研究では、これまで提案してきた背中にプリモデレータを共有する2つのモデレータを、より単純化した拡張型プレモデレータ付き単一のモデレータを提案し、さまざまな視点(モデレータ厚さ,プレモデレータ拡張寸法,反射体材料,パルス特性,等)からの最適化を行った。その結果、これまでの中性子強度と遜色なく、パルス特性が改善され、また工学的熱負荷を低減できることが示された。この結果は、統合計画の冷中性子モデレータ設計に反映させることとした。

報告書

Neutronics study on the JAERI 5MW spallation neutron source; Neutronic performance of the reference target-moderator-reflector system and the target shape/size effects

勅使河原 誠*; 渡辺 昇*; 高田 弘; 甲斐 哲也; 中島 宏; 永尾 忠司*; 大山 幸夫; 池田 裕二郎; 小迫 和明*

JAERI-Research 99-020, 33 Pages, 1999/03

JAERI-Research-99-020.pdf:1.83MB

原研中性子科学研究計画で目指す5MW短パルス核破砕中性子源で提案されている基準ターゲット・モデレータ・反射体システムの性能評価を行うため、各種モデレータから得られる冷、熱及び熱外中性子強度に関するニュートロニクス計算を行った。陽子ビーム出力(MW)当たりの中性子強度は、最も関心の高い冷中性子の場合、他の計画中(SNS及びESS)の同規模の大強度中性子源と比較して高い効率で得られることがわかった。さらに、5MWの出力では、現存するILL強力中性子源の時間積分強度で1.5倍、ピーク強度で約80倍の強度を与える結果となった。また、基準系に対するターゲット形状/サイズの中性子強度に及ぼす影響を検討した。その結果、ターゲット形状の変化は、特にモデレータのない方向の増減は、中性子強度に大きな影響を及ぼさないことが示され、ターゲットの工学的な設計上の大きな裕度を与え得ることが明らかとなった。

報告書

シンチレーション発光のパルス波形測定

八木 秀之; 伊藤 浩; 浅野 芳裕; 臼田 重和

JAERI-Tech 98-043, 27 Pages, 1998/09

JAERI-Tech-98-043.pdf:1.05MB

シンチレータの正確な発光パルス波形を得るために、簡便で有効な測定方法を考案した。光電子増倍管の出力電流によって充電された積分容量に現れる電圧パルス波形をデジタル・オシロスコープで観測した。シンチレーション発光のパルス波形は電圧パルスデータの算術的差分から得られる。代表的な無機シンチレータについて発光の減衰時間を推定した。

論文

Phoswich detectors for flow monitoring of actinide solutions with simultaneous $$alpha$$ and $$beta$$($$gamma$$) counting

臼田 重和; 阿部 仁

Journal of Nuclear Science and Technology, 31(1), p.73 - 79, 1994/01

 被引用回数:14 パーセンタイル:22.6(Nuclear Science & Technology)

$$alpha$$及び$$beta$$($$gamma$$)線の同時計測のためのZnS(Ag)/NE102A及びZnS(Ag)/スチルベンホスウィッチ検出器を開発し、その性能を調べた。$$alpha$$及び$$beta$$($$gamma$$)線の波形弁別は極めて優れており(FOM:8~11)、また双方のテイリングは無視できる程小さかった(0.03%以下)。ZnS(Ag)/NE102Aホスウィッチをアクチノイド溶液の実用的なフローモニタリングに応用する目的で、放射線エネルギーとホスウィッチを保護するための金及びアルミニウムマイラー箔の波形弁別特性への影響を詳細に調べた。マイラー箔で保護したZnS(Ag)/NE102Aホスウィッチを用いて、種々の濃度の濃縮ウラン溶液に対するフローモニタリングテストを行い、良好な結果を得た。

論文

Simultaneous counting of $$alpha$$,$$beta$$ and $$gamma$$ rays with phoswich detectors

臼田 重和; 阿部 仁; 三原 明

Journal of Alloys and Compounds, 213-214, p.437 - 439, 1994/00

 被引用回数:9 パーセンタイル:38.33

薄膜のZnS(Ag)シンチレータは減衰時間が遅く、$$alpha$$線のみに感度を持つ。NE102Aやスチルベンのような有機シンチレータの減衰時間は速く、又無機シンチレータNaI(Tl)、BGOのそれは両者の中間であり、それぞれ$$beta$$及び$$gamma$$線の感度が高い。これらのシンチレータを組合せて、$$alpha$$$$beta$$及び$$gamma$$線の同時計測のためのホスウィッチ検出器を開発した。必要に応じ、シンチレータの間にNDフィルターを挿入し、それぞれの波高がダイナミックレンジ内に納まるように調整した。開発されたホスウィッチは、いずれも優れた波形弁別特性を示し、立上り時間スペクトルのピークのテイリングも少なかった。本検出器は$$alpha$$放射体を含む放射線モニター用として有用であろう。

論文

Phoswich detectors combining doubly or triply ZnS(Ag), NE102A, BGO and/or NaI(Tl) scintillators for simultaneous counting of $$alpha$$, $$beta$$ and $$gamma$$ rays

臼田 重和; 阿部 仁; 三原 明

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 340, p.540 - 545, 1994/00

 被引用回数:21 パーセンタイル:14.08

$$alpha$$$$beta$$及び$$gamma$$線を同時に計測するためのホスウィッチ検出器を開発した。即ち、$$alpha$$及び$$beta$$($$gamma$$)線計測用ZnS(Ag)/Au Mylar/NE102A、ZnS(Ag)/Au Mylar/BGO及びZnS(Ag)/NaI(Tl)並びに$$alpha$$$$beta$$及び$$gamma$$線計測用ZnS(Ag)/Au Mylar/NE102A/BGO及びZnS(Ag)/NE102A/NaI(Tl)ホスウィッチである。これらは$$alpha$$線計測用のZnS(Ag)薄膜、ZnS(Ag)と立上り時間が異なる$$beta$$及び$$gamma$$線計測用シンチレータを2重または3重に組合せたものである。Au Mylar(金マイラー蒸着膜)は、必要に応じ、光学的NDフィルターとしてZnS(Ag)からの蛍光透過度を低下させるため使用し、それぞれのシンチレータの波高がダイナミックレンジ内に納るように調整した。開発されたホスウィッチの特性を波形弁別法で調べたところ、各放射線について優れた分解能を示すとともに、テイリングも少なかった。

論文

Development of ZnS(Ag)/NE102A and ZnS(Ag)/stilbene phoswich detectors for simultaneous $$alpha$$ and $$beta$$($$gamma$$) counting

臼田 重和

Journal of Nuclear Science and Technology, 29(9), p.927 - 929, 1992/09

$$alpha$$線にのみに高感度で且つ減衰時間が比較的遅いZnS(Ag)シンチレータと減衰時間が速い有機シンチレータを組合わせたホスフィッチ検出器-ZnS(Ag)/NE102A及びZnS(Ag)/スチルベンーを製作し、$$alpha$$及び$$beta$$($$gamma$$)線の立上がり時間スペクトルを測定してその波形弁別特性を調べた。いずれも、$$alpha$$及び$$beta$$($$gamma$$)ピークに対して、極めて大きな分解能(FOM:10及び8)をもつことがわかった。そのため、双方のテイリングも無視できる程度に小さかった。これらのホスフィッチは、グロス$$alpha$$及び$$beta$$($$gamma$$)線の同時計測用検出器として最適である。

論文

Flow monitor for actinide solutions by simultaneous $$alpha$$ and $$beta$$($$gamma$$) counting using a CsI(T1) scintillator

臼田 重和; 阿部 仁

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 321, p.242 - 246, 1992/00

 被引用回数:16 パーセンタイル:18.17

金蒸着マイラー膜で保護したCsI(Tl)シンチレータを用いて波形弁別法により、アクチノイド溶液中の$$alpha$$及び$$beta$$($$gamma$$)放射能を連続的に同時測定できるフローモニターを開発した。約0.1から100g/1の広い濃度範囲の濃縮ウラン溶液を用いて、フローモニタリング試験を行い、良好な結果を得た。

論文

Rise time spectra of $$alpha$$ and $$beta$$($$gamma$$) rays from solid and solution sources with several solid scintillators

臼田 重和; 三原 明; 阿部 仁

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 321, p.247 - 253, 1992/00

 被引用回数:17 パーセンタイル:16.81

種々の固体シンチレータ(CsI(Tl),NaI(Tl),CaF$$_{2}$$(Eu),BaF$$_{2}$$,BGO,スチルベン,NE102A)を用いて、簡単な波形弁別法により固体測定試料からの$$alpha$$及び$$beta$$($$gamma$$)線の立上り時間スペクトルを測定した。そのうち、最も良い分解能(FOM:2.4)を示したシンチレータは、CsI(Tl)結晶であった。金及びアルミニウム蒸着したマイラー膜の種々の溶液に対する耐食性試験を行った後、CsI(Tl)シンチレータをそれらの膜で保護することにより、溶液試料からの$$alpha$$及び$$beta$$($$gamma$$)線の波形弁別も可能であることを確かめた(FOM:1.8-2.0)。

論文

A Small spherical NE213 scintillation detector for use in N-assembly fast neutron spectrum measurement

大山 幸夫; 田中 俊一; 津田 孝一; 池田 裕二郎; 前川 洋

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 256, p.333 - 338, 1987/00

 被引用回数:21 パーセンタイル:11.6

直径14mmの小型球形NE213液体シンチレーション検出器を製作し、その基本的な特性を調べた。調べた項目は、検出感度の方向性、システムの直線性、ガンマ線に対する発光量、計数率変化による利得の変化等である。システムの較正法として各ガンマ線源によるコンプトンエッヂの半波高値の値をVerbinskiの発光量単位(Naユニット)で決定した。また波形弁別特性として、壁効果を受けた反跳陽子の波形特性をモンテカルロ計算による成分別のレスポンスと比較することで明らかにした。得られた結果は従来の他の報告と比較議論され、本検出器が体系内スペクトロメータとして優れていることが示せれた。

論文

A Digital pulse-shape discriminating unit for neutron-gamma discrimination with NE-213

熊原 忠士; 富永 洋

IEEE Transactions on Nuclear Science, NS-31(1), p.451 - 454, 1984/00

抄録なし

報告書

反跳陽子計数管法によるFCA集合体の高速中性子スペクトルの測定

大部 誠

JAERI-M 8327, 55 Pages, 1979/07

JAERI-M-8327.pdf:2.04MB

反跳陽子計数管法によりFCA集合体VI-2およびV-2炉心中心の中性子スペクトルを測定した。製作した小型円筒計数管は、磁器加工金属被膜被覆型のフィールド・チューブを設えている。充填ガスとして使用した水素とメタンは、電気的負性の不純物を除き計数管の分解能を上げるため純化した。ガンマ線誘起バックグランドは、ディジタル演算器と二次元波高分析器を用いた波高分別法により除去した。スペクトル測定のエネルギー範囲は2.5KeVから2MeVである。測定のエネルギー分解能は2MeVから5KeVにいたるまで10%(FWHM)かそれ以下であった。測定結果は、セル計算プログラムSP-2000および詳細群断面積ライブラリ-AGRIを用いた計算結果と比較している。比較の結果、測定と計算の中性子スペクトルの一致は、鉄と酸素の大きな共鳴付近を除いて、5KeVから2MeVの範囲で良好である。

論文

Proton-recoil counter technique for measurement of fast neutron spectrum

大部 誠; 白方 敬章; 一守 俊寛

Journal of Nuclear Science and Technology, 16(5), p.329 - 343, 1979/05

 被引用回数:2

FCA臨界集合体VI-2およびV-2炉心中心における中性子スペクトルを、反跳陽子計数管法により測定した。製作した小型円筒状計数管は、磁気気密端子に金属被膜加工をしたフィールドチューブを備えている。計数管の分解能を上げるためのガス純化、ディジタル演算器および二次元解析の使用によるn-$$gamma$$波形弁別、主増幅器および計数管のガス増幅度の種々の設定による広エネルギー領域測定を行っている。中性子スペクトルの測定は2.5keVから2MeVまでの範囲で行い、エネルギー分解能は5keVに至るまで10%(半値幅)またはそれ以下であった。測定した中性子スペクトルは、セル計算プログラムSP-2000および詳細群断面積ライブラリーAGLIを用いた計算結果と比較している。

論文

New Types of the Pulse-shape Discriminating Circuit

金原 節朗; 熊原 忠士

International Symposium on Nuclear Electronics,Versailles, 54(1), p.1 - 15, 1970/00

抄録なし

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