広島・長崎の原爆中性子線量評価のための高速中性子の微分散乱断面積の測定

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12480140
• Research Institution: HIROSHIMA UNIVERSITY
• Principal Investigator: 静間 清 広島大学, 大学院・工学研究科, 教授 (10127657)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 小島 康明 広島大学, 大学院・工学研究科, 助手 (80314730) ; 遠藤 暁 広島大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (90243609) ; 星 正治 広島大学, 原爆放射線医科学研究所, 教授 (50099090)
• Keywords: Neutron transport / Elastic cross section / Neutron / MCNP / Neutron dosimetry / A-bomb / Residual activity / DS86

Research Abstract

広島・長崎の原爆被爆者の受けた放射線は人体に対する中性子、ガンマ線のリスク評価の基礎となっている。原爆線量の見直しは1980年頃から日米で行なわれ、1986年に新線量システムDS86としてまとめられた。しかしながら、DS86には未解決のまま残されたいくつかの問題があった。その後、^<152>Eu,^<60>Co残留放射能の測定データが蓄積されて、その結果、DS86中性子束に基づく放射化の計算と実測データの間には系統的なずれのあることが明らかになった。このような系統的ずれの原因の一つとして中性子の空気中輸送計算に問題のある可能性がある。特に空気成分をなす窒素、酸素の中性子微分散乱断面積は十分でない。DS86最終報告書のあと広島の原爆中性子問題を解決すべく、窒素、酸素の中性子の全断面積について1991年にHarvey、1992年Haleらにより詳しく調べられた。これらの中性子面積はEMDFB/6に取り入れられ、のちに広島・長崎の中性子輸送計算に取り入れられた。しかしながら、このような断面積の変更をおこなっても系統的ずれの問題は十分説明されていない。彼らの窒素,酸素についての結果をみると前方散乱のデータが十分でないことがわかる。本研究では中性子輸送計算の最も基本的な問題に関して窒素・酸素の微分散乱断面積を実験的に検討することを目的とした。
咋年度までの研究成果をもとに本年度は以下の成果を得た。(1)780keV中性子のコリーメートビームテスト実験からはコリメータ(ポリエチレン)の厚さが10cmの測定データをモンテカルロシミュレーションでほぼ再現している。この結果から中性子散乱のデータを得るにはバックグラウンドを減らすためにコリーメータとして約20cmが必要である。(2)窒素、酸素の中性子散乱断面積データを(特に前方において)得るには、これらの元素そのものが使えないので、窒素化合物、酸化物を標的として用い、さらに窒素、酸素以外の元素について測定し、差し引きを行う。このためには、高計数率の得られる標的を用いる必要がある。(3)標的として薄いブラスチックシンチレータを標的として中性子の散乱実験を行ったところ水素、炭素と熱中性子の散乱に起因する事象は確認されるが、速中性子散乱による事象は明確でなかった。このことから、前方散乱の断面積測定には熱中性子のバックグラウンドを除く工夫が必要である。

Research Products

• [Publications] S.Endo: "A Monte Carlo track structure code for low energy protons"Nulc. Instr. Meth.. B194. 123-131 (2002)
• [Publications] S.Endo: "Characterization of a Ultra-Miniature Counter for microdosimetric measurements in a therapeutic 400 MeV/A Carbon beam"Radiat. Prot. Dos.. 99. 421-424 (2002)
• [Publications] S.Endo: "Neural networks for the neutron spectrum determination based on the foil activation"Jpn. J. Appl. Phys.. 41. 2191-2194 (2002)
• [Publications] K.Shizuma: "Measurement of residual 6OCo activity indiced by atomic-bomb neutrons in Nagasaki and background contribution by environmental neutrons"J. Radiat. Res.. 43. 387-396 (2002)