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1
Nuclear data evaluation of long-lived fission products; Microscopic vs. phenomenological optical potentials
湊 太志; 岩本 修; 蓑茂 工将*; 緒方 一介*; 岩本 信之; 国枝 賢; 古立 直也
EPJ Web of Conferences (Internet), 146, p.12032_1 - 12032_4, 2017/09
現象論的光学ポテンシャルは弾性散乱プロセスをよく記述するものとして知られている。そのため、中重核から重核までの核反応断面積の核データ評価に広く用いられている。これまで多くの光学ポテンシャルが研究されてきたが、それらのパラメータは実験データを再現するように決められたものである。そのために、実験データのない中性子過剰核などの計算にそれらのパラメータを利用することは、必ずしも信頼性が保障されていない。最近、微視的有効反応理論(MERT)と呼ばれる手法による光学ポテンシャルが提案された。MERTの手法はNN有効相互作用から出発したものであり、実験データのない核種の光学ポテンシャルも引き出すことができる。我々は、MERTによって導出された光学ポテンシャルを、核反応シミュレーションコードCCONEに取り込み、いくつかの核種の核データ評価を開始している。この発表では、MERTと従来の現象論的な光学ポテンシャルを使って評価された断面積の結果を紹介し、その違いについて議論を行う。
2
Application of modified REFIT code for J-PARC/MLF to evaluation of neutron capture cross section on $$^{155,157}$$Gd
水山 一仁; 岩本 信之; 岩本 修; 長谷美 宏幸*; 木野 幸一*; 木村 敦; 鬼柳 善明*
EPJ Web of Conferences (Internet), 146, p.11042_1 - 11042_4, 2017/09
ガドリニウムは$$^{155,157}$$Gdが非常に大きな中性子捕獲断面積をもつため原子炉の中性子吸収材料として用いられる。しかしながら、$$^{157}$$GdのRPIデータとJENDL-4.0ではばらつきがあることが知られている。原子炉の臨界性は捕獲断面積に敏感であり、RPIのデータはICSBEPにあるガドミニウム溶液体系の臨界性を大きくしてしまうことがわかっている。近年、$$^{155,157}$$Gdの中性子捕獲断面積がJ-PARC/MLFでANNRIを用いた実験で飛行時間法によって測定された。J-PARCの中性子パルスはダブルバンチ構造を持っており、また、高精度な共鳴解析には中性子パルスの時間分解能関数も適切に考慮して行う必要がある。そこで、本研究では、中性子パルスのダブルバンチ構造やANNRI用の時間分解能関数を組み込んだ改良REFITを用いて中性子捕獲断面積の実験データをフィットし、共鳴パラメータを導出する。
3
Status of the JENDL project
岩本 修; 柴田 恵一; 岩本 信之; 国枝 賢; 湊 太志; 市原 晃; 中山 梓介
EPJ Web of Conferences (Internet), 146, p.02005_1 - 02005_6, 2017/09
The latest version of the general purpose file JENDL-4.0 was released in 2010 with enhancing data of fission products and minor actinides. After that, the neutron energy range of JENDL-4.0 were extended up to 200 MeV adding proton induced reaction data. They were compiled as JENDL-4.0/HE and released in 2015. An activation cross section library for decommission of nuclear reactor, JENDL/AD-2016, is under development and will be released by 2017. It will contain neutron reaction data for approximately 300 nuclides in energy range of $$10^{-5}$$ eV to 20 MeV including isomer production cross sections. Evaluation of nuclear data for the next version of the general purpose file is also in progress. It is planned to be released by 2022. Several new evaluations mainly for fission products that had not been updated in JENDL-4.0 were already done. Data for light nuclei and structure material will be updated. Minor actinides data are still important to develop transmutation system of nuclear waste. They will be updated using new measurements especially done in J-PARC. Status of the JENDL project in developing the general and special purpose files will be presented.
4
Research and development for accuracy improvement of neutron nuclear data on minor actinides
原田 秀郎; 岩本 修; 岩本 信之; 木村 敦; 寺田 和司; 中尾 太郎; 中村 詔司; 水山 一仁; 井頭 政之*; 片渕 竜也*; et al.
EPJ Web of Conferences (Internet), 146, p.11001_1 - 11001_6, 2017/09
A nuclear data project entitled Research and development for Accuracy Improvement of neutron nuclear data on Minor ACtinides (AIMAC) is being performed in Japan. The objective of the project is to improve accuracy of neutron nuclear data for minor actinides and some fission products, which is required for developing innovative nuclear system transmuting these nuclei. Following research items have been conducted to achieve the objective: (1) Measurements of thermal neutron capture cross-sections by activation methods, (2) High-precision quantifications of shielded sample amounts used for TOF measurement, (3) Resonance parameter determinations at J-PARC/ANNRI and KURRI/LINAC, (4) Extension of capture cross sections to high energy neutrons at J-PARC/ANNRI, (5) High quality evaluation based on iterative communication with experimenters. The achievement of the project is presented.
5
Evaluation of neutron total and capture cross sections on $$^{99}$$Tc in the unresolved resonance region
岩本 信之; 片渕 竜也*
EPJ Web of Conferences (Internet), 146, p.02049_1 - 02049_4, 2017/09
The reliable nuclear data on Technetium-99 ($$^{99}$$Tc) are indispensable for wide energy range up to a few MeV, in order to develop environmental load reducing technology. Nevertheless, it is found that the total cross sections of evaluated libraries show large difference in the energies above the resolved resonance to 1 MeV due to no available experimental data. The total cross section was calculated by the coupled-channels optical model. In order to constrain the total cross section in the unresolved resonance region we adopted neutron strength function derived from the resolved resonance data of JENDL-4.0, together with experimental data above 1 MeV. The calculation of capture cross section was done by using the CCONE code. The resonance spacing was derived from the resonance data and used to fix the level density parameter. The present evaluation suggests that the total cross section is different from that of JENDL-4.0. In this presentation, the obtained total and capture cross sections will be compared and discussed with those of evaluated libraries.
6
The CIELO collaboration; Progress in international evaluations of neutron reactions on Oxygen, Iron, Uranium and Plutonium
Chadwick, M. B.*; Capote, R.*; Trkov, A.*; Kahler, A. C.*; Herman, M. W.*; Brown, D. A.*; Hale, G. M.*; Pigni, M.*; Dunn, M.*; Leal, L.*; et al.
EPJ Web of Conferences (Internet), 146, p.02001_1 - 02001_9, 2017/09
CIELO共同研究では中性子断面積データの改善及びこれまでの評価で見られた断面積の不一致を解決することを目的として、原子力の臨界性に大きな影響を与える5核種($$^{16}$$O, $$^{56}$$Fe, $$^{235,238}$$U, $$^{239}$$Pu)の中性子断面積を評価している。この国際パイロットプロジェクトでは、経済協力開発機構・原子力機関・核データ評価国際協力ワーキングパーティに設置されたサブグループ40の下でIAEAからのサポートを受けて、実験並びに理論的な研究を活発に実施している。これらの研究を通じて測定データを精度よく反映し、さらに臨界性に関する積分テストで良い結果を示す新しい評価済ライブラリを開発している。
7
Correction of the thermal neutron capture cross section of $$^{241}$$Am obtained by the Westcott convention
水山 一仁; 岩本 信之; 岩本 修
Journal of Nuclear Science and Technology, 54(1), p.74 - 80, 2017/01
There is large discrepancy among the reported experimental data of the thermal neutron capture cross section of $$^{241}$$Am. The activation measurements provided larger cross sections than those in the time-of-flight (TOF) ones. The Westcott convention has been widely used for the derivation of the thermal neutron capture cross section in the activation measurements. The large discrepancy may be due to the existence of the resonances below the cadmium cut-off energy (E$$_{Cd}sim$$ 0.5 eV). By reviewing the Westcott convention, we developed the correction method taking account of the contribution of the resonances near or below $$E_{Cd}$$. The correction term was evaluated using the JENDL-4.0. Application of the present method successfully improved the existing discrepancy of the thermal capture cross section of $$^{241}$$Am.
8
Measurement of the isomer production ratio for the $$^{112}$$Cd($$n,gamma$$)$$^{113}$$Cd reaction using neutron beams at J-PARC
早川 岳人*; 藤 暢輔; Huang, M.; 静間 俊行*; 木村 敦; 中村 詔司; 原田 秀郎; 岩本 信之; 千葉 敏*; 梶野 敏貴*
Physical Review C, 94(5), p.055803_1 - 055803_6, 2016/11
 パーセンタイル:100(Physics, Nuclear)
The astrophysical origin of a rare isotope $$^{115}$$Sn has remained still an open question. An isomer ($$T_{1/2}$$=14.1 y) in $$^{113}$$Cd is an s-process branching point from which a nucleosynthesis flow reaches to $$^{115}$$Sn. The $$s$$-process abundance of $$^{115}$$Sn depends on the isomer production ratio in the $$^{112}$$Cd($$n,gamma$$)$$^{113}$$Cd reaction. However, the ratio has not been measured in an energy region higher than the thermal energy. We have measured $$gamma$$ rays following neutron capture reactions on $$^{112}$$Cd using two cluster HPGe detectors in conjunction with a time-of-flight method at J-PARC. We have obtained the result that the relative $$gamma$$-ray intensity ratio of the isomer is almost constant in an energy region of up to 5 keV. This result suggests that the $$s$$-process contribution to the solar abundance of $$^{115}$$Sn is negligibly small. We have found that the ratio of a resonance at 737 eV shows about 1.5 times higher than other ratios. This enhancement can be explained by a $$p$$-wave neutron capture. This result suggests measurements of decay $$gamma$$ rays to isomers are effective to assign the spin and parity for neutron capture resonances.
9
Overview of JENDL-4.0/HE and benchmark calculations
国枝 賢; 岩本 修; 岩本 信之; 湊 太志; 岡本 力; 佐藤 達彦; 中島 宏; 岩元 洋介; 岩元 大樹; 北谷 文人; et al.
JAEA-Conf 2016-004, p.41 - 46, 2016/09
加速器を用いた種々のアプリケーションを開発・設計するための基礎データとして、中性子や陽子入射の高エネルギー核データを整備する必要がある。本研究では、光学モデルや前平衡モデル計算における最新の知見を投入してJENDL/HE-2007の見直しを行うと共に、特に医療分野で需要の高い$$^{6,7}$$Liや$$^{9}$$Be等の核種を新たに加えて、約130核種に対する200MeVまでの中性子・陽子核データライブラリJENDL-4.0/HEを完成させた。本発表においては、ライブラリの概要を説明すると共に、粒子輸送計算コードPHITSやMCNPXを用いた中性子透過計算等における積分検証結果を中心に報告する。
10
Activation cross-section file for decommissioning of LWRs
柴田 恵一; 岩本 信之; 国枝 賢; 湊 太志; 岩本 修
JAEA-Conf 2016-004, p.47 - 52, 2016/09
軽水炉施設の廃止措置を進めるためには、放射性廃棄物の量を正確に予測することが必要である。そのための基盤データベースの一つとして中性子誘起による放射化断面積ファイルを整備した。対象となる放射性生成物は線量告示にある半減期30日以上の227核種と超長半減期12核種の計239核種である。この生成物に至る可能な核反応パスから、標的となる原子核を選定した。この標的核に対する放射化断面積データはJENDL-4.0, JENDL/A-96及びJENDL-4.0以降に新たに行われた評価から採用し、302核種から構成される放射化断面積ファイルを作成した。既存の評価値と比較すると残留核が準安定状態に至る捕獲反応で大きな差があることが分かった。今後、更なるデータ改良を行って2016年度中に断面積ファイルを公開する予定である。
11
Photonuclear data file
岩本 信之; 小迫 和明*; 村田 徹*
JAEA-Conf 2016-004, p.53 - 58, 2016/09
光核反応データは電子加速器の遮へい設計のみならず、非破壊検査や高エネルギー$$gamma$$線治療分野においても利用が期待される。日本では評価済光核反応データファイルとしてJENDL/PD-2004が68核種の核データを収納し公開されているが、この公開以降の多様なニーズに応えるために新しい光核データファイルの開発が始まった。この開発では二つの評価手法が採られており、安定なLiからCaまでの核種に対しては低入射光子エネルギーにおいて共鳴成分が見られるため、測定値と核構造データをベースに評価が行われた。また、軽核の高エネルギー領域及びCaより重い核種については、核反応計算コードALICE-F及びCCONEを用いて巨大双極子共鳴や準重陽子分解モデルを基に光中性子断面積を評価した。核データには入射光子エネルギーとして140MeVまでの光吸収断面積、粒子生成イールド、核種生成断面積及び放出粒子のエネルギー・角度微分断面積が収納してある。この新光核反応データファイルは181核種の核データを収納した標準版に加え、応用性を考慮して、ALICE-Fコードの系統計算による2500核種に及ぶ核データを追加した拡張版も整備し、公開予定である。
12
Development of evaluation method for improvement of nuclear data accuracy in MA isotopes
水山 一仁; 岩本 信之; 岩本 修
JAEA-Conf 2016-004, p.35 - 39, 2016/09
核変換技術の開発のためにマイナーアクチニド核の中性子核データの精度向上が求められている。そのためのMA核の中性子核データの高精度評価手法の開発が本研究の目的である。高精度評価のためには、過去の実験データ間にみられるばらつきの原因追及、共鳴パラメータの高精度解析手法の開発などがあげられる。我々はこれまでに、過去のMA核の熱中性子捕獲断面積のデータ間のばらつきに着目し、放射化法解析に用いられたCd比法と運用方法を見直したことにより、特殊な共鳴構造を持つMA核ではCd比法に補正が必要になることを見出し、補正を試みたところ、ばらつきが小さくなることを確認した。一方で、共鳴積分値のばらつきは改善されなかった。これは中性子束の熱外中性子成分に対して、Cd比法で用いられているモデルで仮定されているエネルギー依存性と現実の中性子束のそれとは異なっていることが可能性としてあげられる。共鳴パラメータの高精度解析のためには厳密な時間分解能関数のパラメータが必要で、既知の安定核種でそれを求め、MA核種の分析にそれを用いることを計画している。
13
$$^{3}$$H photonuclear data evaluation and preliminary study of reduction of $$^{3}$$H density in waste water by photon irradiation
村田 徹*; 小迫 和明*; 岩本 信之
JAEA-Conf 2016-004, p.153 - 158, 2016/09
$$^{3}$$Hの光核反応データはFaul et al.によって測定されており、これらのデータを$$^{3}$$Heにおける光核反応評価と同様のモデルで解析し、中性子、陽子、重陽子生成断面積及び放出スペクトルを導出した。この評価データは新しいJENDL光核反応データファイルに収納される予定である。また、中性子生成断面積を基に、電子線加速器を用いた光子照射により汚染水中の$$^{3}$$Hを減容するためのフィージビリティ・スタディを実施した。制動放射による光子のエネルギーと角度分布は、試料での入射電子の多重散乱効果を考慮して、Hisdalのモデルにより評価した。発表では、いくつかの放出角度での光子エネルギースペクトル及び$$^{3}$$H$$(gamma$$,n)+($$gamma$$,2n)断面積の予備結果を示す。10mA$$times$$100秒で作られた前方方向への光子ビームを使って50cm厚の汚染水試料に照射した場合、概算では$$^{3}$$Hが2$$sim$$3%程度減容できると期待される。
14
Evaluation of neutron nuclear data on xenon isotopes
Rashid, M. M.*; 執行 信寛*; 石橋 健二*; 岩本 信之; 岩本 修
Journal of Nuclear Science and Technology, 53(9), p.1310 - 1320, 2016/09
 パーセンタイル:100(Nuclear Science & Technology)
キセノンの天然同位体に対する中性子断面積を核反応計算コードCCONEを用いて計算し、実験データと比較することにより断面積を評価した。この断面積計算では1keVから20MeVの入射エネルギー範囲とした。全断面積の計算のために、チャンネル結合光学モデルを使用し、結合レベル及び変形度はRIPL-3から取得した。反応断面積や$$gamma$$線及び粒子放出スペクトル計算には統計モデル成分に、前平衡や直接過程による成分も考慮してある。今回の評価は全断面積や捕獲断面積, ($$n,2n$$), ($$n,p$$)や($$n,alpha$$)反応断面積に対する実験データをよく再現している。JENDL-3.2に基づいた弥生炉の解析において$$^{125,127}$$Xeの生成放射能を過大評価していることが問題となっていたが、今回の$$^{124,126}$$Xeに対する捕獲断面積は弥生炉の中性子スペクトルの寄与が大きいkeV領域でJENDL-3.2より小さくなっており、この問題を改善する可能性がある。また、$$^{136}$$Xe($$n,2n$$)反応はKamLAND-ZenやEXOのような$$^{136}$$Xeに対する二重ベータ崩壊実験を実施する上で中性子起因の$$gamma$$線バックグラウンドを生成する原因となると考えられている。今回の評価データは最新の実験データをよく再現しており、バックグラウンド評価の高精度化に資するデータとなることが期待される。
15
Importance of the neutron flux information to the evaluation of thermal neutron capture cross section and resonance integral of minor actinides
水山 一仁; 岩本 信之; 岩本 修
Proceedings of International Conference on the Physics of Reactors; Unifying Theory and Experiments in the 21st Century (PHYSOR 2016) (USB Flash Drive), p.2437 - 2443, 2016/05
マイナーアクチニド(MA)核種の核データは環境負荷低減技術の基盤データとして精度向上が求められている。しかしながら、既存のMA核種に対する熱中性子捕獲断面積の測定値間には、特に飛行時間法と放射化法の測定値間に大きな食い違いが見られるため、信憑性の高い評価値が得られていないのが現状である。そこで、我々はこれまでに放射化法で断面積の導出に用いられるCd比法を、手法の基本となるWestcottの反応率表記モデルまで立ち戻って調べ直すことによって、S因子を評価データを用いて補正することによって、既存測定データを整合性が向上するように熱中性子捕獲断面積を補正することが可能であるということを見出した。しかしながら、一方で、補正後のS因子や共鳴積分値などの間には依然として食い違いが残ることがわかった。Westcottのモデルに用いられている中性子束の熱外中性子成分は1/Eに比例すると仮定されているが実際にはその限りではない、ということに着目し、$$1/E^{1+alpha}$$に比例するとし、パラメータ$$alpha$$への依存性を調べたところ、その依存性は決して無視できないということがわかった。以上の結果から、より信頼性の高い補正・評価のためには実験環境における信頼性の高い中性子束の情報が非常に重要であるということが明らかとなった。
16
Measurement of the $$^{77}$$Se($$gamma$$, n) cross section and uncertainty evaluation of the $$^{79}$$Se(n, $$gamma$$) cross section
北谷 文人; 原田 秀郎; 後神 進史*; 岩本 信之; 宇都宮 弘章*; 秋宗 秀俊*; 豊川 弘之*; 山田 家和勝*; 井頭 政之*
Journal of Nuclear Science and Technology, 53(4), p.475 - 485, 2016/04
 被引用回数:1 パーセンタイル:44.82(Nuclear Science & Technology)
We precisely measured the ($$gamma$$, n) cross section for $$^{77}$$Se by developing a spectroscopic method utilizing Laser Compton-Scattering $$gamma$$-rays. Moreover, the $$^{79}$$Se(n, $$gamma$$) $$^{80}$$Se cross section was deduced using the statistical model calculation code CCONE with $$gamma$$-ray strength functions adjusted to reproduce the ($$gamma$$, n) cross sections for $$^{77}$$Se and the even Se isotopes $$^{76}$$Se, $$^{78}$$Se and $$^{80}$$Se. The reliability of the $$^{79}$$Se(n, $$gamma$$) $$^{80}$$Se cross section calculated by CCONE with the adjusted $$gamma$$-ray strength function was evaluated by comparing available experimental (n, $$gamma$$) cross sections for stable $$^{76, 77}$$Se isotopes and those calculated by CCONE with the adjusted $$gamma$$-ray strength function. The result provides fundamental data for the study of nuclear transmutation for the long-lived fission product of $$^{79}$$Se.
17
Evaluation of neutron capture cross sections and covariances on $$^{99}$$Tc and $$^{129}$$I in the keV energy region
岩本 信之
EPJ Web of Conferences (Internet), 111, p.03002_1 - 03002_5, 2016/03
放射性同位元素である$$^{99}$$Tcと$$^{129}$$Iは核分裂生成物の中でも特に重要な核種と考えられている。それは長半減期(それぞれ21.1万年及び1570万年)という性質に加えて、熱エネルギーでの$$^{235}$$Uにおける累積核分裂収率が大きいためである。これらの放射性廃棄物処理処分にとって中性子捕獲反応は重要な核変換反応の一つと見なされている。それらの捕獲断面積及び共分散データは環境負荷に対する低減効果及びその不確定性を評価する上で、必要不可欠である。本研究では、核反応計算コードCCONEと共分散評価コードKALMANを用いて、keV領域の捕獲断面積とその共分散評価を実施した。この評価では核反応モデルを構成する光学ポテンシャルや$$gamma$$線強度関数、レベル密度モデル等に関する50以上のパラメータに対する不確定性を考慮し、共分散を導出した。講演では得られた結果について詳細を報告する。
18
Evaluation of $$gamma$$-ray strength function based on measured neutron capture $$gamma$$-ray spectra
岩本 信之
JAEA-Conf 2015-003, p.119 - 124, 2016/03
核反応において$$gamma$$線強度関数は$$gamma$$線放射を記述する重要な成分の一つである。この$$gamma$$線強度関数を決めるためには光中性子断面積や中性子捕獲$$gamma$$線スペクトルの測定データが重要となる。後者の捕獲$$gamma$$線スペクトルは東京工業大学において長年にわたる系統的な測定研究が行われており、10-100keV及び$$sim$$550keVのエネルギー領域における捕獲断面積データも一緒に導出されている。本研究では捕獲$$gamma$$線スペクトル及び断面積を鉄から金同位体について核反応計算コードCCONEで計算した。CCONEコードには現在提案されている様々な$$gamma$$線強度関数が組み込まれており、これらの$$gamma$$線強度関数を基に計算したスペクトルと断面積を東京工業大学の測定データと比較し、$$gamma$$線強度関数の妥当性について検討した。本発表では得られた評価結果について報告する。
19
Verification of the Cd-ratio method in $$^{241}$$Am using JENDL-4.0
水山 一仁; 岩本 信之; 岩本 修
JAEA-Conf 2015-003, p.245 - 250, 2016/03
核廃棄物処理問題にはマイナーアクチニド核の中性子捕獲反応の高精度化が要求される。中でも$$^{241}$$Amの中性子捕獲反応は重要なものの一つである。しかしながら、$$^{241}$$Amの熱中性子捕獲反応断面積は未だ最確値を得ていない。特に放射化法で得られている熱中性子捕獲断面積は他の手法(TOFや$$gamma$$ & $$alpha$$ spectroscopyなど)と比べておおよそ20%ほども大きな値が得られている。放射化法では断面積の導出にWestcottの表現を用いたいわゆるCd比法を用いて断面積などが求められるが、特殊な共鳴構造を持つ$$^{241}$$Amでは上手く機能していない可能性がある。本研究では、JENDL-4.0を用いたCd比法の検証を行うと共に、検証に基づき実験値の補正を行うことを試みた。その結果、実験値はJENDL-4.0に非常に近い値が得られた。
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Evaluation of neutron nuclear data on krypton isotopes
Rashid, M. M.*; 執行 信寛*; 石橋 健二*; 岩本 信之; 岩本 修
JAEA-Conf 2015-003, p.319 - 324, 2016/03
クリプトン同位体の中性子核データ評価を入射エネルギー1keVから20MeVの範囲に対して行った。評価は核反応計算コードCCONEを用い、天然クリプトンの全断面積に対する測定データを再現するようにチャンネル結合光学モデルのポテンシャルパラメータを決めた。核反応には複合核、前平衡、直接過程を考慮して、反応断面積計算を実施した。計算結果は測定データ及び評価済データと比較されており、今回の評価データは測定データをよく再現していた。