長寿命核廃棄物の核変換処理技術開発のための中性子捕獲反応断面積の系統的研究

2014 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 22226016
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 井頭 政之 東京工業大学, 原子炉工学研究所, 教授 (10114852)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 片渕 竜也 東京工業大学, 原子炉工学研究所, 助教 (40312798) ; 原田 秀郎 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 原子力基礎工学研究センター, ユニット長 (80421460) ; 中村 詔司 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 原子力基礎工学研究センター, 研究副主幹 (90421461) ; 岩本 信之 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 原子力基礎工学研究センター, 研究副主幹 (70391307) ; 木村 敦 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 原子力基礎工学研究センター, 研究副主幹 (30360423) ; 堀 順一 京都大学, 原子炉実験所, 助教 (30362411) ; 鬼柳 善明 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (80002202)
• Project Period (FY): 2010-04-01 – 2015-03-31
• Keywords: 原子力エネルギー / 核変換処理 / 長寿命核廃棄物 / 中性子捕獲断面積 / 核データベース

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、大強度陽子加速器施設（J-PARC）に設置されている中性子核反応測定装置（ANNRI）、東工大ペレトロン、京大炉ライナックを用いた長寿命核廃棄物の中性子捕獲断面積等の高精度測定、測定結果の統一的理論解析等を通して、長寿命核廃棄物の核変換処理技術開発に必須な中性子捕獲断面積データベースを高精度化することを目的としている。
ANNRIのGeを用いた中性子捕獲断面積測定の高度化では、昨度までに取得したAm、Sn、Pd等の測定データの解析を行なった。また、Zr、Pd、Sn同位体核種等の測定を新たに行い、中性子捕獲断面積を導出した。NaIを用いた測定では、昨年度までに取得した測定データの解析を行った。また、Tc-99、I-129、Am-241の測定を新たに行い、中性子捕獲断面積を導出した。中性子ビーム高度化及び中性子透過断面積測定による捕獲断面積補完実験では、全断面積測定システムの改良や中性子モニターの整備を行うことでシステムを高度化し、Tc-99とAu-197に対して中性子透過法による全断面積測定を行った。
京大炉における測定では、昨年度までに取得した測定データの解析を行った。また、Zr-93の中性子透過法による全断面積測定を実施し、データ解析を行った。
理論解析では、Sn同位体を含むFeからAuまでの40核種に対して中性子捕獲断面積及び捕獲ガンマ線スペクトルの計算を系統的に実施した。その結果、Mengoni-Nakajima核準位密度モデルにSMLO型ガンマ線強度関数を組合せた計算が測定値を良く再現することを明らかにした。また、Cm-244,246の捕獲反応理論解析も行った。
研究成果の取り纏め及び社会への発信では、学術論文として成果を公開するとともに高校生・一般向けの講演会を開催した。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Measurements of Neutron-Capture Cross Sections of 112Sn and 118Sn with J-PARC/MLF/ANNRI (2014)
  • Author(s): A. Kimura , K. Hirose, S. Nakamura, H. Harada, K.Y. Hara, J. Hori, M. Igashira, T. Kamiyama, T. Katabuchi, K. Kino, F. Kitatani, Y. Kiyanagi, M. Koizumi, M. Mizumoto, Y. Toh
  • Journal Title: Nuclear Data Sheets Volume: 119 Pages: 150-153
  • DOI: 10.1016/j.nds.2014.08.042
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Theoretical Analysis of Gamma-ray Strength Function for Pd Isotopes (2014)
  • Author(s): N.Iwamoto, K.Terada
  • Journal Title: Nuclear Data Sheets Volume: 118 Pages: 246-249
  • DOI: 10.1016/j.nds.2014.04.049
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Measurement of Capture Gamma Rays from 99Tc Neutron Resonances at the J-PARC/ANNRI (2014)
  • Author(s): K. Kino, F. Hiraga, T. Kamiyama, Y. Kiyanagi, H. Harada, K.Y. Hara, K. Hirose, A. Kimura, F. Kitatani, S. Nakamura, M. Igashira, T. Katabuchi, M. Mizumoto, and J. Hori
  • Journal Title: Nuclear Data Sheets Volume: 119 Pages: 140-142
  • DOI: 10.1016/j.nds.2014.08.039
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Energy resolution of pulsed neutron beam provided by the ANNRI beamline at the J-PARC/MLF (2014)
  • Author(s): K. Kino, M. Furusaka, F. Hiraga, T. Kamiyama, Y. Kiyanagi, K. Furutaka, S. Goko, K.Y. Hara, H. Harada, M. Harada, K. Hirose, T. Kai, A. Kimura, T. Kin, F. Kitatani, M. Koizumi, F. Maekawa, S. Meigo, S. Nakamura, M. Ooi, M. Ohta, M. Oshima, Y. Toh, M. Igashira, T. Katabuchi, M. Mizumoto, J. Hori
  • Journal Title: Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A Volume: 736 Pages: 66-74
  • DOI: 10.1016/j.nima.2013.09.060
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Capture Cross-section Measurement of 241Am(n,γ) at J-PARC/MLF/ANNRI (2014)
  • Author(s): H. Harada, M. Ohta, A. Kimura, K. Furutaka, K. Hirose, K.Y. Hara, T. Kin, F. Kitatani, M. Koizumi, S. Nakamura, M. Oshima, Y. Toh, M. Igashira, T. Katabuchi, M. Mizumoto, K. Kino, Y. Kiyanagi, T. Fujii, S. Fukutani, J. Hori, and K. Takamiya
  • Journal Title: Nuclear Data Sheets Volume: 119 Pages: 61-64
  • DOI: 10.1016/j.nds.2014.08.019
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Cross Section Measurement of 237Np(n,γ) at J-PARC/MLF/ANNRI (2014)
  • Author(s): K. Hirose, K. Furutaka, K.Y. Hara, H. Harada, J. Hori, M. Igashira, T. Kamiyama, T. Katabuchi, A. Kimura, T. Kin,, K. Kino, F. Kitatani, Y. Kiyanagi, M. Koizumi, M. Mizumoto, S. Nakamura, M. Oshima, and Y. Toh
  • Journal Title: Nuclear Data Sheets Volume: 119 Pages: 48-51
  • DOI: 10.1016/j.nds.2014.08.015
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Cross Section Measurements of the radioactive 107Pd and Stable 105,108Pd nuclei at J-PARC/MLF/ANNRI (2014)
  • Author(s): S. Nakamura, A. Kimura, F. Kitatani, M. Ohta, K. Furutaka, S. Goko, K.Y.Hara, H. Harada, T. Kin, M. Koizumi, M. Oshima, Y. Toh, K. Kino, F. Hiraga, T. Kamiyama, Y. Kiyanagi, T. Katabuchi, M. Mizumoto, M. Igashira, J. Hori, T. Fujii, S. Fukutani, and K. Takamiya
  • Journal Title: Nuclear Data Sheets Volume: 119 Pages: 143-146
  • DOI: 10.1016/j.nds.2014.08.040
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Measurements of Capture Gamma Rays from the Neutron Resonances of 74Se and 77Se at J-PARC/MLF/ANNRI (2014)
  • Author(s): J. Hori, H. Yashima, S. Nakamura, K. Furutaka, K. Y. Hara, H. Harada, K. Hirose, A. Kimura, F. Kitatani, M. Koizumi, M. Oshima, Y. Toh, M. Igashira, T. Katabuchi, M. Mizumoto, T. Kamiyama, K. Kino, and Y. Kiyanagi
  • Journal Title: Nuclear Data Sheets Volume: 119 Pages: 128-131
  • DOI: 10.1016/j.nds.2014.08.036
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] A New Signal Processing Technique for Neutron Capture Cross Section Measurement Based on Pulse Width Analysis (2014)
  • Author(s): T. Katabuchi, T. Matsuhashi, K. Terada, M. Mizumoto, K. Hirose, A. Kimura, K. Furutaka, K.Y. Hara, H. Harada, J. Hori, M. Igashira, T. Kamiyama, F. Kitatani, K. Kino, Y. Kiyanagi, M. Koizumi, S. Nakamura, M. Oshima, Y. Toh
  • Journal Title: Nuclear Data Sheets Volume: 119 Pages: 398-400
  • DOI: 10.1016/j.nds.2014.08.111
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Pulse-width analysis for neutron capture cross-section measurement using an NaI(Tl) detector (2014)
  • Author(s): T. Katabuchi, T. Matsuhashi, K. Terada, T. Arai, K Furutaka, K Y. Hara, H Harada, K Hirose, J Hori, M. Igashira, T. Kamiyama, A. Kimura, K. Kino, F. Kitatani, Y. Kiyanagi, M. Koizumi, M. Mizumoto, S. Nakamura, M. Oshima, Y. Toh
  • Journal Title: Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A Volume: 764 Pages: 369-377
  • DOI: 10.1016/j.nima.2014.07.062
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Measurements of keV-neutron Capture Cross Sections and Capture Gamma-ray Spectra of Pd Isotopes (2014)
  • Author(s): K. Terada , T. Matsuhashi, B. Hales, T. Katabuchi, M. Igashira
  • Journal Title: Nuclear Data Sheets Volume: 119 Pages: 147-149
  • DOI: 10.1016/j.nds.2014.08.041
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] A Nuclear Data Project on Neutron Capture Cross Sections of Long-Lived Fission Products and Minor Actinides (2014)
  • Author(s): M. Igashira, T. Katabuchi, H. Harada, S. Nakamura, A. Kimura, N. Iwamoto, J. Hori, Y. Kiyanagi
  • Journal Title: Nuclear Data Sheets Volume: 118 Pages: 72-77
  • DOI: 10.1016/j.nds.2014.04.006
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] ANNRIにおけるGeスペクトロメータを用いたTc-99の 中性子捕獲断面積の研究 (2015)
  • Author(s): 木野 幸一, 加美山 隆, 平賀 富士夫, 鬼柳 善明, 原田 秀郎, 木村 敦, 中村 詔司, 井頭 政之, 堀 順一
  • 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: 2015-03-20 – 2015-03-22
• [Presentation] Measurement system of the neutron total cross section at J-PARC/ANNRI (2014)
  • Author(s): K. Kino, F. Hiraga, T. Kamiyama, Y. Kiyanagi, H. Harada, A. Kimura, F. Kitatani, S. Nakamura, M. Igashira, T. Katabuchi, M. Mizumoto, and J. Hori
  • Organizer: WINS 2014 Workshop on elastic and inelastic Neutron Scattering
  • Place of Presentation: ドレスデン（ドイツ）
  • Year and Date: 2014-12-03 – 2014-12-05
• [Presentation] Measurement of Neutron-Capture Cross Section of 120Sn with the array of Ge Spectrometer at the J-PARC/MLF/ANNRI (2014)
  • Author(s): A.Kimura, H.Harada, S.Nakamura, Y.Toh, M.Igashira, T.Katabuchi, M.Mizumoto, J.Hori, K.Kino
  • Organizer: 2014年度核データ研究会
  • Place of Presentation: 北海道大学（北海道）
  • Year and Date: 2014-11-27 – 2014-11-28
• [Presentation] Evaluation of Gamma-ray Strength Function based on Measured Neutron Capture Gamma-ray Spectra (2014)
  • Author(s): N. Iwamoto
  • Organizer: 2014年度核データ研究会
  • Place of Presentation: 北海道大学（北海道）
  • Year and Date: 2014-11-27 – 2014-11-28
• [Presentation] Neutron Capture Cross Section Measurement with ANNRI: Ni-61 case (2014)
  • Author(s): Leong Lou Sai, Kimura Atsushi, Harada Hideo, Nakamura Shoji
  • Organizer: Fifteenth International Symposium on Capture Gamma-Ray Spectroscopy and Related Topics (CGS15)
  • Place of Presentation: ドレスデン工科大学（ドイツ）
  • Year and Date: 2014-08-25 – 2014-08-29
• [Presentation] Neutron Capture Cross Section Measurement on 91Zr at J-PARC/MLF/ANNRI (2014)
  • Author(s): Jun-ichi Hori, Hiroshi Yashima, Shoji Nakamura, Kazuyoshi Furutaka, Kaoru Y. Hara, Hideo Harada, Kentaro Hirose, Masayuki Igashira, Tatsuya Katabuchi, Atsushi Kimura, Koichi Kino, Fumito Kitatani
  • Organizer: Fifteenth International Symposium on Capture Gamma-Ray Spectroscopy and Related Topics (CGS15)
  • Place of Presentation: ドレスデン工科大学（ドイツ）
  • Year and Date: 2014-08-25 – 2014-08-29
• [Book] Nuclear Back-end and Transmutation Technology for Waste Disposal beyond the Fukushima Accident (2014)
  • Author(s): S.Nakamura, A.Kimura,M.Ohta,T.Fujii S.Fukutani,K.Furutaka, S.Goko, H.Harada, K.Hirose, J.Hori, M.Igashira, T.Kamiyama, T.Katabuchi, T.Kin,K.Kino, F.Kitatani, Y.Kiyanagi, M.Koizumi, M.Mizumoto, M.Oshima, K.Takamiya,Y.Toh, and H.Yamana
  • Total Pages: 341(39-46)
  • Publisher: Springer
• [Remarks] 長寿命核廃棄物の核変換処理技術開発のための中性子捕獲反応断面積の系統的研究
  • URL: http://www.nr.titech.ac.jp/~iga/kaken_s.html