Nuclear Data Study by Compact Electron Linac Neutron Source at the Decommissioning Research Reactor Site

• Project/Area Number: 25249137
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Nuclear engineering
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: Uesaka Mitsuru 東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (30232739)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): IGASHIRA Masayuki 東京工業大学, 原子炉工学研究所, 教授 (10114852) ; HORI Junichi 京都大学, 原子炉実験所, 助教 (30362411) ; FURUSAKA Michihiro 北海道大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (60156966) ; FUJIWARA Takeshi 国立研究開発法人産業技術総合研究所, その他部局等, 研究員 (90552175)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2016-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2015)
• Budget Amount: ¥46,150,000 (Direct Cost: ¥35,500,000、Indirect Cost: ¥10,650,000); Fiscal Year 2015: ¥6,110,000 (Direct Cost: ¥4,700,000、Indirect Cost: ¥1,410,000); Fiscal Year 2014: ¥13,130,000 (Direct Cost: ¥10,100,000、Indirect Cost: ¥3,030,000); Fiscal Year 2013: ¥26,910,000 (Direct Cost: ¥20,700,000、Indirect Cost: ¥6,210,000)
• Keywords: 小型電子ライナック中性子源 / Ｘバンド電子ライナック / 中性子発生用Beターゲット / γ線識別中性子シンチレータ / Ce:LiCAF / 核データ / 福島溶融燃料デブリ / 核医学用放射性同位元素 / 短パルス中性子源 / 廃炉 / 福島燃料デブリ分析 / 加速器駆動システム

Outline of Final Research Achievements

In order to promote the research of nuclear reaction data and its use, we developed a system composed of accelerator neutron sources and a gamma-ray noise discriminating neutron detector. To measure the data of many kinds of nuclear fuel materials, we considered to place a small size X-band electron linac based neutron source inside Yayoi reactor, which is now under decommission in Tokai campus of the University of Tokyo. We designed the 30 MeV X-band linac neutron source and estimated its pulse width as 6.6 ns and its power as 1.3 E+11 n/s. We also designed portable neutron sources based on the X-band 3.95 MeV and 6 MeV linac sources. The pulse width was 4 us for both and the powers were 1.8 E+10 and 4.15 E+10 n/s, respectively. We also developed a detector which discriminate neutron from gamma noise. The detector was composed of Ce:LiCAF scintillator with wavelength shifter coating. We successfully demonstrated the measurement of the total cross sections of Neptunium and Uranium.

Research Products

• [Journal Article] Compact Neutron Sources for Energy and SecurityReviews of Accelerator Science and Technology (2015)
  • Author(s): Mitsuru Uesaka and Hitoshi Kobayashi
  • Journal Title: Reviews of Accelerator Science and Technology Volume: 8 Pages: 181-207
  • DOI: 10.1142/s1793626815300108
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Compact Short-Pulsed Electron Linac Based Neutron Sources for Precise (2014)
  • Author(s): M.Uesaka, K.Tagi, D.Matsuyama, T.Fujiwara, K.Dobashi, M.Yamamoto, H.Harada
  • Journal Title: Proceedings of the International Symposium, Nuclear Physics and Gamma-Ray Sources for Nuclear Security and Nonproliferation, Ricotti,Tokai-mura,Japan, 28-30 January 2014, World Scientific Volume: - Pages: 67-76
  • DOI: 10.1142/9789814635455_0009
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] Development of 3.95 MeV X-band electron linac based mobile neutron source for on-site moisture detection of industrial and societal infrastructures (2016)
  • Author(s): M. Bereder
  • Organizer: 日本原子力学会2016年春の年会
  • Place of Presentation: 東北大学（宮城県仙台市）
  • Year and Date: 2016-03-26
• [Presentation] Development of high precision nuclear data measurement system using X-Band Linac based neutron source (2015)
  • Author(s): Daiki Matsuyama, Yudhitya Kusumawati, Mitsuru Uesaka, Takeshi Fujiwara, Hiroki Iwamoto
  • Organizer: 第5回日越原子力研究・人材育成フォーラム
  • Place of Presentation: ハノイ（ベトナム）
  • Year and Date: 2015-11-27
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Advanced Accelerator Technology (2015)
  • Author(s): Mitsuru Uesaka
  • Organizer: 2nd Summit on Nuclear Energy Safety Technology (SNEST-2), Institute of Nuclear Energy Safety Technology (INEST)
  • Place of Presentation: 合肥市（中国）
  • Year and Date: 2015-11-02
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] 小型モバイル加速器開発と医療・産業社会インフラ診断応用 (2015)
  • Author(s): 上坂充
  • Organizer: 第10回高崎量子応用研究シンポジウム-暮らしに役立つ量子ビーム-
  • Place of Presentation: 高崎量子応用研究所（群馬県高崎市）
  • Year and Date: 2015-10-08
  • Invited
• [Presentation] Study on Neutron/γ-rays Discriminant Detection System for Compact Electron Linac Neutron Source (2015)
  • Author(s): Yudhitya Kusumawati，Daiki Matsuyama，Kazuhiro Tagi，Mitsuru Uesaka，Takeshi Fujiwara，Junichi Hori，Tadafumi Sano
  • Organizer: 日本原子力学会 2015年秋の大会
  • Place of Presentation: 静岡大学（静岡県静岡市）
  • Year and Date: 2015-09-09
• [Presentation] Xバンドライナック中性子源用タングステンターゲットの開発 (2015)
  • Author(s): 田儀和浩、松山大樹、上坂 充、北海道大学 古坂道弘、堀 順一、藤原 健
  • Organizer: 日本原子力学会 2015年秋の大会
  • Place of Presentation: 静岡大学（静岡県静岡市）
  • Year and Date: 2015-09-09
• [Presentation] STATUS REPORT OF LINAC/LASER FACILITY OF UNIVERSITY OF TOKYO IN 2015 (2015)
  • Author(s): 上坂充、山下真一、神野智史、上田徹、土橋克広、橋本英子、關義親、小山和義、田儀和浩、大槻祥平、四宮権一、岡元勇人、草野譲一、田辺英二、吉田光宏、夏井拓也
  • Organizer: 第12回日本加速器学会年会
  • Place of Presentation: プラザ万象（福井県敦賀市）
  • Year and Date: 2015-08-05
• [Presentation] Mobile X-band Electron Linac Neutron Sources for Fukushima(1F) Accident Analysis (2015)
  • Author(s): M. Uesaka, K. Tagi, Jae Woong Jang, K. Dobashi, Y. Seki, T. Fujiwara, M. Yamamoto, Junichi Hori and H.Harada
  • Organizer: International Workshop on Breakdown Science and High Gradient Technology (HG2015)
  • Place of Presentation: 上海（中国）
  • Year and Date: 2015-06-16
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Development on X-band Linac Neutron Source (2015)
  • Author(s): Kazuhiro Tagi
  • Organizer: International Workshop on Breakdown Science and High Gradient Technology (HG2015)
  • Place of Presentation: 上海（中国）
  • Year and Date: 2015-06-16
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 産業用小型加速器の現状と今後の展望 (2015)
  • Author(s): 上坂充
  • Organizer: 日本電機工業会 加速器特別委員会主催講演会
  • Place of Presentation: 電機工業会館（東京都千代田区）
  • Year and Date: 2015-04-24
  • Invited
• [Presentation] X-bandライナック小型中性子源用100keV熱電子銃の開発 (2015)
  • Author(s): 田儀和浩, 山本昌志, 土橋克広, 夏井拓也, 吉田光宏, 藤原健, 上坂充
  • Organizer: 日本原子力学会2015年春の年会
  • Place of Presentation: 茨城大学 茨城県
  • Year and Date: 2015-03-21
• [Presentation] 加速器駆動核変換システム炉物理パラメータの核データライブラリ間の際に関する研究 (2015)
  • Author(s): 松山大樹, 田儀和浩, Yudhitya Kusumawati, 藤原健, 上坂充, 岩元大樹
  • Organizer: 日本原子力学会2015年春の年会
  • Place of Presentation: 茨城大学 茨城県
  • Year and Date: 2015-03-21
• [Presentation] Study on Neutron/Gamma Rays Discriminant Detection System for Compact Electron Linac Neutron Source (2015)
  • Author(s): Yudhitya Kusumawati, Daiki Matsuyama, Takeshi Fujiwara, Mitsuru Uesaka
  • Organizer: 日本原子力学会2015年春の年会
  • Place of Presentation: 茨城大学 茨城県
  • Year and Date: 2015-03-21
• [Presentation] Development of Ce:LiCAF Scintillator System for High Precision Nuclear Data Measurement Using Short Pulsed X-Band Electron Linac Based Neutron Source (2014)
  • Author(s): 松山大樹, 田儀和浩, Yudhitya Kusumawati, 土橋克広, 藤原健, 上坂充
  • Organizer: ICANS-XXI
  • Place of Presentation: 茨城県立県民文化センター 茨城県
  • Year and Date: 2014-10-02
• [Presentation] Design on Target and Moderator of X-band Compact Electron Linac Neutron Source for Short Pulsed Neutrons (2014)
  • Author(s): K. Tagi, D. Matsuyama, M. Yamamoto, K. Dobashi, T. Fujiwara and M. Uesaka
  • Organizer: ICANS-XXI
  • Place of Presentation: 茨城県立県民文化センター 茨城県
  • Year and Date: 2014-09-30
• [Presentation] X/S-band Electron Linac Based Neutron Sources for Advanced Nuclear Science&Technology&Education (2014)
  • Author(s): Mitsuru Uesaka, Kazuhiro Tagi, Daiki Matsuyama, Takeshi Fujiwara, Katsuhiro Dobashi, Masashi Yamamoto and Hideo Harada
  • Organizer: ICANS-XXI
  • Place of Presentation: 茨城県立県民文化センター 茨城県
  • Year and Date: 2014-09-30
• [Presentation] Development of High Timing Resolution Detector for Nuclear Data Measurement (2014)
  • Author(s): Yudhitya Kusumawati, Daiki Matsuyama, Takeshi Fujiwara, Mitsuru Uesaka
  • Organizer: 日本原子力学会2014年秋の大会
  • Place of Presentation: 京都大学 京都府
  • Year and Date: 2014-09-09
• [Presentation] Status report of Linac/Laser Facility of University of Tokyo in 2014 (2014)
  • Author(s): 上坂充, 山下真一, 上田徹, 土橋克広, 藤原健, 勝村庸介, 小山和義, 裴翠祥, 大槻祥平, 田儀和浩, 武文晶, 劉暢恒, 草野譲一, 中村直樹, 山本昌志, 田辺英二, 吉田光宏
  • Organizer: 第11回日本加速器学会年会
  • Place of Presentation: リンクステーションホール青森 青森県
  • Year and Date: 2014-08-12
• [Presentation] 950keV/3.95MeVXバンドライナックX線源の社会・産業インフラ特定検査への展開 (2014)
  • Author(s): 上坂充, 藤原健, 土橋克弘, 裴翠祥, 武文晶, 草野穣一, 中村直樹, 田辺英二, 菅野浩一, 大矢清司, 服部行也, 三浦到, 本間英貴, 木村嘉富
  • Organizer: 第11回日本加速器学会年会
  • Place of Presentation: リンクステーションホール青森 青森県
  • Year and Date: 2014-08-11
• [Presentation] 短パルスXバンドライナック中性子源のビーム発生シミュレーション (2014)
  • Author(s): 田儀和浩, 松山大樹, 山本昌志, 土橋克広, 藤原健, 上坂充
  • Organizer: 第11回日本加速器学会年会
  • Place of Presentation: リンクステーションホール青森 青森県
  • Year and Date: 2014-08-10
• [Presentation] 短パルスX-Band電子ライナック中性子源のターゲットならびに減速材の検討 (2014)
  • Author(s): 田儀和浩、土橋克広、藤原健、上坂充、山本昌志、堀順一、木野幸一、原田秀郎
  • Organizer: 日本原子力学会2014年春の年会
  • Place of Presentation: 東京都市大学 東京都
  • Year and Date: 2014-03-28
• [Presentation] 短パルスX-Band電子ライナック中性子源を用いた高精度核データ測定体系の検討 (2014)
  • Author(s): 松山大樹, 田儀和浩, 藤原健, 上坂充, 山本昌志、堀順一、木野幸一、原田秀郎
  • Organizer: 日本原子力学会2014年春の年会
  • Place of Presentation: 東京都市大学 東京都
  • Year and Date: 2014-03-28
• [Presentation] 小型加速器原子核理工学研究展開 (2014)
  • Author(s): 上坂充
  • Organizer: 日本原子力学会2014年春の年会
  • Place of Presentation: 東京都市大学 東京都
  • Year and Date: 2014-03-26
• [Presentation] Review of electron linac based neutron sources for nuclear data study (2014)
  • Author(s): Mitsuru Uesaka, Walter Wuensch
  • Organizer: CLIC Workshop 2014
  • Place of Presentation: CERN スイス
  • Year and Date: 2014-02-06
• [Presentation] Compact short-pulsed X-band linac based neutron source (2014)
  • Author(s): M. Uesaka, K. Tagi, K. Dobashi, T. Fujiwara, M. Yamamoto and H.Harada
  • Organizer: CLIC Workshop 2014
  • Place of Presentation: CERN スイス
  • Year and Date: 2014-02-05
• [Presentation] Compact Short-Pulsed Electron Linac Based Neutron Sources for Precise (2014)
  • Author(s): M.Uesaka, K.Tagi, D.Matsuyama, T.Fujiwara, K.Dobashi, M.Yamamoto, H.Harada
  • Organizer: Nuclear Physics and Gamma-ray sources for Nuclear Security and Nonproliferation
  • Place of Presentation: 北海道大学 北海道
  • Year and Date: 2014-01-28
• [Presentation] Simulation of X-band Linac Neutron Source (2013)
  • Author(s): K. Tagi, K. Dobashi, T. Fujiwara, and M. Uesaka, M. Yamamoto
  • Organizer: NA-PAC'13
  • Place of Presentation: Pasadena USA
  • Year and Date: 2013-10-03
• [Presentation] Design and Numerical Analysis for 30 MeV X-band Electron Linac Neutron Source of University of Tokyo (2013)
  • Author(s): K. Tagi, K. Dobashi, T. Fujiwara, and M. Uesaka, M. Yamamoto
  • Organizer: UCANS-IV
  • Place of Presentation: 北海道大学 北海道
  • Year and Date: 2013-09-25
• [Presentation] 30 MeV X-band Electron Linac Neutron Source for Nuclear Data Study for Fukushima Accident Analysis (2013)
  • Author(s): M. Uesaka, K. Tagi, K. Dobashi, M. Yamamoto, T. Fujiwara, Hideo Harda
  • Organizer: UCANS-IV
  • Place of Presentation: 北海道大学 北海道
  • Year and Date: 2013-09-24 – 2014-09-24
• [Presentation] 30MeVXバンドライナック中性子源における入射部の設計 (2013)
  • Author(s): 田儀和浩、土橋克広、藤原健、上坂充、山本昌志
  • Organizer: 日本原子力学会2013年秋の大会
  • Place of Presentation: 八戸工業大学 青森県
  • Year and Date: 2013-09-05
• [Presentation] 35MeV50kWSバンド電子ライナック中性子線源システムの基本設計 (2013)
  • Author(s): 上坂充, 田儀和浩, 藤原健,土橋克弘, 勝村庸介, 山本昌志, 原田秀郎
  • Organizer: 日本原子力学会2013年秋の大会
  • Place of Presentation: 八戸工業大学 青森県
  • Year and Date: 2013-09-03
• [Presentation] APPLICATIONS OF X-BAND 30 MEV LINAC NEUTRON SOURCE TO NUCLEAR MATERIAL ANALYSIS FOR FUKUSHIMA NUCLEAR PLANT ACCIDENT (2013)
  • Author(s): Mitsuru Uesaka, Kazuhiro Tagi, Katsuhiro Dobashi, Takeshi, Fujiwara, Masashi Yamamoto, Hideo Harada
  • Organizer: 第10回日本加速器学会年会
  • Place of Presentation: 名古屋大学 愛知県
  • Year and Date: 2013-08-04
• [Presentation] Status report of Linac/Laser Facility of University of Tokyo in 2013 (2013)
  • Author(s): Mitsuru Uesaka, Shinichi Yamashita, Toru Ueda, Katsuhiro Dobashi, Takeshi Fujiwara, Kazuhiro Tagiu, Wenjing Wu, Changheng Liu, Joichi Kusano, Naoki Nakamura, Masashi Yamamoto, Eiji Tanabe
  • Organizer: 第10回日本加速器学会年会
  • Place of Presentation: 名古屋大学 愛知県
  • Year and Date: 2013-08-04
• [Presentation] 核データ測定用Xバンドライナック中性子源の設計 (2013)
  • Author(s): 田儀和浩、土橋克広、藤原健、上坂充、山本昌志
  • Organizer: 第10回日本加速器学会年会
  • Place of Presentation: 名古屋大学 愛知県
  • Year and Date: 2013-08-03