Accurate prediction of low-energy deuteron-induced reactions for development of small neutron source
| Project/Area Number |
19K15483
|
|---|
| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
|
| Allocation Type | Multi-year Fund |
|---|
| Review Section |
Basic Section 31010:Nuclear engineering-related
|
|---|
| Research Institution | Japan Atomic Energy Agency |
|---|
Principal Investigator |
中山 梓介 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 原子力科学研究所 原子力基礎工学研究センター, 研究職 (30758610)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
|
| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2021)
|
| Budget Amount *help |
¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Fiscal Year 2021: ¥390,000 (Direct Cost: ¥300,000、Indirect Cost: ¥90,000)
Fiscal Year 2020: ¥390,000 (Direct Cost: ¥300,000、Indirect Cost: ¥90,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
|
|---|
| Keywords | 重陽子 / 中性子源 / PHITS / ベリリウム / 核反応断面積 / 共鳴反応 |
|---|
| Outline of Research at the Start |
橋やトンネルの非破壊検査のため、車載できる程度の小型加速器中性子源の開発が望まれている。
ベリリウム-9に対する重陽子核反応（Be-9+d反応）は低入射エネルギーでも中性子を発生させるため、小型中性子源に用いる反応の候補である。
本研究では、初めに、低入射エネルギーのBe-9+d反応を精度良く予測できる理論手法を開発する。
次に、この手法で求めた核反応データに基づいてBe-9+d反応を用いた中性子源の性能評価を行い、小型中性子源としての有用性を検証する。
|
| Outline of Annual Research Achievements |
重陽子加速器を用いた小型中性子源における遮へい設計シミュレーションの高度化に向け、加速器の構造材となる核種（Al-27, Cu-63,65, Nb-93）に対する重陽子核反応データの評価を行った。評価に当たっては、遮へい設計に大きな影響のある中性子やガンマ線放出データの精度に特に注意を払った。
評価した核反応データの検証として、放射線輸送計算コードPHITSを用いて、重陽子の飛程よりも厚い標的からの中性子やガンマ線収量に関する巨視的シミュレーションを行った。その結果、本評価データに基づいたPHITSシミュレーションは、PHITSに内蔵されている核反応モデルや既存の重陽子核反応データベースTENDL-2021に基づいたPHITSシミュレーションよりも実験値の再現性が大きく向上することが分かった。
なお、今回評価したAl-27, Cu-63,65, Nb-93に対する重陽子核反応データは、汎用核反応データベースJENDL-5中の重陽子サブライブラリの一部として既に公開されている。また、その他の特記事項として、昨年度に執筆・投稿したLi-6,7, Be-9, C-12,13に対する重陽子核反応データベースJENDL/DEU-2020の開発に関する論文が、第54回（2021年度）日本原子力学会賞論文賞を受賞した。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
「研究実績の概要」欄に記載の通り、中性子源における遮へい設計シミュレーションの高度化に向け、加速器構造材に対する重陽子核反応データの評価を行った。また、特に遮へい設計に大きな影響を及ぼす中性子やガンマ線放出データについて、実験値の予測精度が高いことを巨視的シミュレーションからも確認した。
本研究では、重陽子加速器を用いた小型中性子源について、発生中性子の特性だけに限らず、遮へい設計等も含めた総合的な性能評価を行うことを目的としている。本年度の成果はこの目的を達成する上で重要なものとなった。以上から、おおむね順調に進展していると自己評価した。
|
| Strategy for Future Research Activity |
当初の計画では、今年度に小型中性子源の性能評価のためのシミュレーションを行う予定であった。しかし、加速器構造材も含めたより現実に即した体系で精度の良いシミュレーションを行うためには構造材となる核種からの影響も重要だと考え、研究期間を一年延長し、今年度は構造材に対する重陽子核反応データの評価を行うこととした。
そのため、次年度は小型中性子源に関する各種のシミュレーションを行う。このシミュレーションを通じて減速体や遮へい体の設計を行い、重陽子加速器を用いた小型中性子源の総合的な性能評価を実施する。
|
Report
(3 results)
Research Products
(10 results)
