2020 Fiscal Year Research-status Report
Accurate prediction of low-energy deuteron-induced reactions for development of small neutron source
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19K15483
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| Research Institution | Japan Atomic Energy Agency |
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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)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 重陽子 / ベリリウム / 核反応断面積 / 中性子源 / PHITS |
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| Outline of Annual Research Achievements |
前年度までの成果を反映させた重陽子核反応データベースJENDL/DEU-2020の開発に関する論文を執筆し、投稿した。また、論文のオンライン公開に合わせて、自身が所属する原子力機構核データ研究グループのホームページからデータベースを公開するとともに、原子力機構のホームページからプレスリリースを実施した。
開発したJENDL/DEU-2020のデータを放射線輸送計算コードPHITSで読み込んで、本研究で対象とする重陽子入射エネルギー1～2MeVの範囲における厚いベリリウム標的に対するシミュレーションを行った。実験値が存在する1.0, 1.45, 2.0MeVの各入射エネルギーにおいてシミュレーションを行ったところ、JENDL/DEU-2020を用いたシミュレーション結果は中性子放出に関する実験値をおおむね再現することが分かった。このことから、次年度以降このシミュレーションを用いて小型中性子源の性能評価を実施できる目途が立った。
一方で、JENDL/DEU-2020の評価値から、放射性物質であるトリチウムを発生させるBe-9(d,t)反応の断面積が入射エネルギー1～2MeVの範囲でBe-9(d,n)反応断面積の半分程度の大きさを持っていることが判明した。JENDL/DEU-2020のBe-9(d,t)反応断面積の評価値は入射エネルギー1.7, 2.5MeVで実験値と整合しており、上記の結果は相応の信頼性があると考えられる。
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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
「研究実績の概要」欄に記載の通り、JENDL/DEU-2020を用いたシミュレーションが重陽子入射エネルギー1～2MeVの範囲における厚いベリリウム標的からの中性子放出に関する実験値をおおむね再現することがわかり、次年度以降このシミュレーションを用いて小型中性子源の性能評価を実施できる目途が立った。
一方で、Be-9(d,n)反応を用いた小型中性子源ではベリリウム標的中に中性子の半分程度の量のトリチウムが発生する可能性が判明した。このことはこの種の中性子源を開発する上ではマイナス要素となり得るが、発生中性子の特性だけに限らない総合的な性能評価を行うという本研究の目的を達成する上では、重要な知見となった。
以上から、おおむね順調に進展していると自己評価した。
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度までのシミュレーションは体系内にベリリウム標的のみを置いた簡易的なものであったが、次年度は加速器構造材も含めたより現実の小型中性子源に即した体系で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（Be-9(d,n)反応から発生した中性子のエネルギーを非破壊検査に適した範囲まで下げる）および遮蔽体（後方へ放出される余計な中性子を遮蔽する）の設計、ならびにBe-9+d反応から発生した種々の粒子と構造材核種との反応からの放射性物質の発生量評価を行い、Be-9+d反応を用いた小型中性子源の総合的な性能評価を実施する。
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| Causes of Carryover |
当初計画で令和2年度に予定していた国内および海外出張について、新型コロナウイルス感染症の感染拡大の影響を受けてキャンセルしたため次年度使用額が生じた。
次年度使用額は令和3年度分経費と合わせて、令和3年度に予定している出張に係る費用や論文投稿料等の研究成果公開に係る費用として使用する。
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Research Products
(5 results)
