光核反応からの二次粒子の偏光依存を用いた系統測定による電子加速器の遮蔽設計高度化

2022 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 20K12487
• Research Institution: High Energy Accelerator Research Organization
• Principal Investigator: 佐波 俊哉 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 放射線科学センター, 教授 (90321538)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 光核反応 / 二重微分断面積 / 中性子スペクトル / レーザー逆コンプトン / 角度分布 / 電子加速器遮蔽

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、レーザー逆コンプトン散乱施設において得られる、単一エネルギー偏光光子を用いて、光子と標的核との核反応による二次粒子の生成機構について実験的研究を行う。この実験で得られるデータは、医学・理学・工学で用いられている数10 MeVの電子加速器に対する遮蔽設計において必要である。本研究では、光子の偏光の影響を受ける成分と受けない成分を分離して、エネルギーと角度分布を広範に測定し、系統的データを得る。光子の核反応モデルの改良を行い、電子加速器施設に対する遮蔽設計の高度化をはかる。
研究計画では(1)実験データの取得、(2)核反応モデルの開発 、(3)偏光による影響の評価、について行うこととしている。今年度はNewSUBARU加速器においてビームエネルギーを変えたビーム実験を実施した。実験では、13MeV光子入射に対する重核ターゲッ トのデータを新規に取得した。また、コンクリート透過による線量の減衰計算におけるエネルギー分布の違いの影響について遮蔽国際会議 の発表を行い、プロシーディングに投稿した。入射エネルギー依存性、角度分布の考察についてとりまとめ科学と技術のための核データ国際会議の発表を実施しプロシーディングを投稿した。
実験データとの比較により生成中性子量が少なく、遮蔽透過後線量を過小評価することが明らかになった核反応モデルに変えて、核データファイルが整備され、利用可能になった。これを踏まえ、理論計算、核データとの比較を行い、その改善を明らかにするとともに、偏光依存性分が未だ十分に記述されていないことを明らかにした。この成果について核データ研究会で発表を行い、プロシーディングを投稿した。日本原子力学会で2回の発表を行った。これまで得られた成果を投稿論文としてとりまとめている。

Research Products

• [Journal Article] The comparison of nuclear data and experimental results for photoneutron spectra on Ta, W, and Bi targets for 17 MeV photons (2023)
  • Author(s): T. Nguyen, T. Sanami, H. Yamazaki, Y. Sakaki, T. Itoga, Y. Kirihara, K. Sugihara, M. Faiz, S. Miyamoto, S. Hashimoto, Y. Asano
  • Journal Title: Proceedings of Symposium on Nuclear Data 2022, 17th - 18th November, KINDAI University, Osaka, Japan (Accepted) Volume: - Pages: -
  • Open Access
• [Journal Article] Target mass dependence of photoneutron spectrum for 16.6MeV photons on medium-heavy mass targets (2023)
  • Author(s): Toshiya Sanami, Tyuet Kim Tran, Hiroshito Yamazaki, Toshiro Itoga, Yoichi Kirihara, Yoshihito Namito, Yasuhito Sakaki, Shuji Miyamoto, and Yoshihiro Asano
  • Journal Title: EPJ Web of Conferences , Proceedings of International Conference on Nuclear Data for Science and Technology (Sacramento, CA, United States of America, July 24 - 29, 2022) (Accepted) Volume: - Pages: -
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Comparison of double-differential cross section between nuclear data library and experimental data for photoneutron production (2023)
  • Author(s): Tran Kim Tuyet, Toshiya Sanami, Hirohito Yamazaki
  • Journal Title: EPJ Web of Conferences , Proceedings of International Conference on Nuclear Data for Science and Technology (Sacramento, CA, United States of America, July 24 - 29, 2022) (Accepted) Volume: - Pages: -
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Comparison of double- differential cross section between JENDL/PD-2016.1 and experimental data for photo-neutron production of medium-heavy nuclei at 16.6 MeV (2022)
  • Author(s): T.K.Tuyet, Y.Sakaki, T.Sanami, H.Yamazaki, T.Itoga, A.Takeuchi, S.Miyamoto and Y.Asano
  • Journal Title: Proceedings of Symposium on Nuclear Data 2020, 26th - 27th November, RIKEN Nishina Center, RIKEN Wako Campus, Wako, Saitama, Japan Volume: JAEA-Conf 2021-001 Pages: 189-194
  • Open Access
• [Journal Article] レーザー逆コンプトン光子の光中性子生成二重微分断面積測定への応用 (2022)
  • Author(s): 佐波俊哉, Tran Tuyet, Nguyen Thuong, 山崎寛仁, 糸賀俊朗, 桐原陽一, 波戸芳仁, 中島宏, 宮本修治, 橋本智, 浅野芳裕
  • Journal Title: Proceedings of the 19th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan, October 18 - 21, 2022, Online (Kyushu University) Volume: PASJ2022 WEOA09 Pages: 70-74
  • Open Access / Int'l Joint Research
• [Presentation] The comparison of nuclear data, theoretical calculations, and experimental results for photoneutron spectra on Ta, W, and Bi targets for 17 MeV photons (2023)
  • Author(s): Thuong Thi, Hong Nguyen, Toshiya Sanami, Hirohito Yamazaki, Yasuhito Sakaki, Toshiro Itoga, Yoichi Kirihara, Kenta Sugihara, Shuji Miyamoto, Satoshi Hashimoto, Yoshihiro Asano
  • Organizer: 日本原子力学会2023年春の大会
• [Presentation] Comparison of double-differential cross section between nuclear data library and experimental data for photoneutron production (2022)
  • Author(s): Tran Kim Tuyet, Toshiya Sanami, Hirohito Yamazaki
  • Organizer: 15th International conference on Nuclear Data for Science and Technology (ND2022)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Target mass dependence of photoneutron spectrum for 16.6MeV photons on medium-heavy mass targets (2022)
  • Author(s): Toshiya Sanami, Tyuet Kim Tran, Hiroshito Yamazaki, Toshiro Itoga, Yoichi Kirihara, Yoshihito Namito, Yasuhito Sakaki, Shuji Miyamoto, and Yoshihiro Asano
  • Organizer: 15th International conference on Nuclear Data for Science and Technology (ND2022)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Measurement of photoneutron spectra for 17 MeV linearly polarized photon on Ta, W, and Bi targets (2022)
  • Author(s): グエン トウオン, 佐波 俊, 山崎 寛仁, 糸賀 俊朗, 桐原 陽一, 杉原 健太, モハンマドジン モハンマドファイズ, 宮本 修治, 浅野 芳裕
  • Organizer: 日本原子力学会2022年秋の大会
• [Presentation] The comparison of nuclear data and experimental results for photoneutron spectra on Ta, W, and Bi targets for 17 MeV photons (2022)
  • Author(s): Thuong Nguyen
  • Organizer: 2022 Symposium on Nuclear Data / 2022年度核データ研究会
• [Presentation] Impact of photo-neutron spectrum shape for Pb(γ,xn) on shielding design (2022)
  • Author(s): Tran Kim Tuyet, Toshiya Sanami, Hirohito Yamazaki
  • Organizer: 14th International Conference on Radiation Shielding and 21st Topical Meeting of the Radiation Protection and Shielding Division
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] レーザー逆コンプトン光子の光中性子生成二重微分断面積測定への応用 (2022)
  • Author(s): 佐波俊哉, Tran Tuyet, Nguyen Thuong, 山崎寛仁, 糸賀俊朗, 桐原陽一, 波戸芳仁, 中島宏, 宮本修治, 橋本智, 浅野芳裕
  • Organizer: 第19回日本加速器学会年会 WEOA09 2022/10/20 オンライン