2016 Fiscal Year Research-status Report
γ線多重層ビルドアップ係数表示式の系統的パラメータ推定に関する研究
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16K06967
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| Research Institution | National Institute of Maritime, Port and Aviation Technology |
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Principal Investigator |
平尾 好弘 国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所, その他部局等, 研究員 (70425750)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松田 規宏 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 福島研究開発部門 福島環境安全センター, 研究職 (80354760)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 多重層遮蔽評価 / γ線ビルドアップ係数 / 点減衰核法 / 簡易計算 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
１．代表的な媒質組み合わせに対する多重層ビルドアップ（BF)リファレンスデータの整備
ベンチマーク実験で用いる媒質の組み合わせ（鉄、ポリエチレン、鉛、コンクリ）に対して、２重及び３重の多重層BFデータを、モンテカルロ法コード（PHITS+EGS）を用いて整備した。各層の厚さは実験で用いる板厚に従って10パターンとし、また線源エネルギーは実験で使用するコバルトとセシウム線源を想定したkeV～MeV領域とした。整備にあたり、モンテカルロ法によるBF計算体系の検討を行うとともに、従前の懸念事項であったkeV領域で顕著となるコヒーレント散乱等のマイナーな相互作用がBFに与える影響を明らかにした。また、モデル行列式のパラメータ検討に用いるデータとして、各層から出るフラックスと反射するフラックスのエネルギーと角度分布を大まかな分割幅で整理した。
２．多重層BFを表す従来の透過行列式に対する改良モデル行列式の検討
多重層BFを表す従来の透過行列式を改良し、層間散乱の非連続性を再現するために反射行列式を各層間に挿入した。行列要素をパラメータ表現して、上記リファレンス計算で得られた単純2層の透過フラックスと反射フラックスのエネルギーと角度分布から、最適なパラメータの決定法を検討した。
３．多重層BFモデル式とパラメータ推定の妥当性を実験的に検証する準備として、現有していない3種類の厚さの鉛板（80cm×80cm、厚さは7.5, 15.1, 30.2mm)を製作した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
1年目は多重層計算モデルの妥当性評価に用いるリファレンスデータ整備と検証実験の準備を行っており、概ね研究計画どおりに進捗している。
また、日本原子力学会の2017年春の年会において、γ線簡易計算に関する発表のなかで、上記実績の１で述べたBFリファレンスデータの作成と課題について報告した。特に、現行のBFで無視されているγ線のマイナーな相互作用（干渉性散乱他）の影響を評価し、特定keV領域で透過厚さに応じて1割を超える差を生ずることが明らかになった。現行のモンテカルロ計算はマイナーな相互作用をデフォルトで考慮しているため比較に不都合である。BF補正を行うか、無視したまま単に誤差を提示するかは議論によるが、いずれにせよ、実験検証課題の一つである。
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| Strategy for Future Research Activity |
１．多重層BFモデル行列式の要素パラメータに対して物理的な根拠をもった系統的なパラメータ推定法を確立する。まず、単純2重層BFのモデル行列式のパラメータに対して、次の量を変数とするフィッティング法を検討する。このとき、モデル行列式とリファレンスデータの間の誤差を評価しておく。
・媒質原子番号、線源エネルギー、媒質厚さ（透過距離）、光電散乱、コンプトン散乱の断面積カーブ
・単位媒質厚さに対する透過行列と反射行列の要素パラメータ、媒質の反射フラックスと透過フラックスのエネルギーと角度分布
２．現有する遮蔽板を重ねて多重層遮蔽のモックアップ体系をつくるための治具を製作する。
３．コバルト及びセシウム線源を用いて多重層の透過スペクトルとグロス線量の実測を段階的に行い、開発した多重層モデル行列式の妥当性を検証するための実測データを取得する。
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| Causes of Carryover |
多重層計算モデル式の妥当性評価実験を行うため、鉛遮蔽板を製作したが、入札の結果、当初予定額よりも安くなったため、未使用額が生じた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
遮蔽板を重ねて多重層遮蔽のモックアップ体系をつくるための治具製作の追加費用、及び研究担当者と連係者らを交えた研究打ち合わせの追加旅費等
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