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 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 22226016
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 井頭 政之 東京工業大学, 原子炉工学研究所, 教授 (10114852)
• 研究分担者: 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)
• 研究期間 (年度): 2010-04-01 – 2015-03-31
• キーワード: 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

研究実績の概要

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。

現在までの達成度 (段落)

26年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

26年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Measurements of Neutron-Capture Cross Sections of 112Sn and 118Sn with J-PARC/MLF/ANNRI (2014)
  • 著者名/発表者名: 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
  • 雑誌名: Nuclear Data Sheets 巻: 119 ページ: 150-153
  • DOI: 10.1016/j.nds.2014.08.042
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Theoretical Analysis of Gamma-ray Strength Function for Pd Isotopes (2014)
  • 著者名/発表者名: N.Iwamoto, K.Terada
  • 雑誌名: Nuclear Data Sheets 巻: 118 ページ: 246-249
  • DOI: 10.1016/j.nds.2014.04.049
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Measurement of Capture Gamma Rays from 99Tc Neutron Resonances at the J-PARC/ANNRI (2014)
  • 著者名/発表者名: 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
  • 雑誌名: Nuclear Data Sheets 巻: 119 ページ: 140-142
  • DOI: 10.1016/j.nds.2014.08.039
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Energy resolution of pulsed neutron beam provided by the ANNRI beamline at the J-PARC/MLF (2014)
  • 著者名/発表者名: 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
  • 雑誌名: Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A 巻: 736 ページ: 66-74
  • DOI: 10.1016/j.nima.2013.09.060
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Capture Cross-section Measurement of 241Am(n,γ) at J-PARC/MLF/ANNRI (2014)
  • 著者名/発表者名: 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
  • 雑誌名: Nuclear Data Sheets 巻: 119 ページ: 61-64
  • DOI: 10.1016/j.nds.2014.08.019
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Cross Section Measurement of 237Np(n,γ) at J-PARC/MLF/ANNRI (2014)
  • 著者名/発表者名: 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
  • 雑誌名: Nuclear Data Sheets 巻: 119 ページ: 48-51
  • DOI: 10.1016/j.nds.2014.08.015
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Cross Section Measurements of the radioactive 107Pd and Stable 105,108Pd nuclei at J-PARC/MLF/ANNRI (2014)
  • 著者名/発表者名: 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
  • 雑誌名: Nuclear Data Sheets 巻: 119 ページ: 143-146
  • DOI: 10.1016/j.nds.2014.08.040
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Measurements of Capture Gamma Rays from the Neutron Resonances of 74Se and 77Se at J-PARC/MLF/ANNRI (2014)
  • 著者名/発表者名: 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
  • 雑誌名: Nuclear Data Sheets 巻: 119 ページ: 128-131
  • DOI: 10.1016/j.nds.2014.08.036
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] A New Signal Processing Technique for Neutron Capture Cross Section Measurement Based on Pulse Width Analysis (2014)
  • 著者名/発表者名: 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
  • 雑誌名: Nuclear Data Sheets 巻: 119 ページ: 398-400
  • DOI: 10.1016/j.nds.2014.08.111
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Pulse-width analysis for neutron capture cross-section measurement using an NaI(Tl) detector (2014)
  • 著者名/発表者名: 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
  • 雑誌名: Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A 巻: 764 ページ: 369-377
  • DOI: 10.1016/j.nima.2014.07.062
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Measurements of keV-neutron Capture Cross Sections and Capture Gamma-ray Spectra of Pd Isotopes (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Terada , T. Matsuhashi, B. Hales, T. Katabuchi, M. Igashira
  • 雑誌名: Nuclear Data Sheets 巻: 119 ページ: 147-149
  • DOI: 10.1016/j.nds.2014.08.041
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] A Nuclear Data Project on Neutron Capture Cross Sections of Long-Lived Fission Products and Minor Actinides (2014)
  • 著者名/発表者名: M. Igashira, T. Katabuchi, H. Harada, S. Nakamura, A. Kimura, N. Iwamoto, J. Hori, Y. Kiyanagi
  • 雑誌名: Nuclear Data Sheets 巻: 118 ページ: 72-77
  • DOI: 10.1016/j.nds.2014.04.006
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] 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)
  • 著者名/発表者名: 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
  • 学会等名: 日本原子力学会 2015年春の年会
  • 発表場所: 茨城大学（茨城県）
  • 年月日: 2015-03-20 – 2015-03-22
• [学会発表] Measurement system of the neutron total cross section at J-PARC/ANNRI (2014)
  • 著者名/発表者名: 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
  • 学会等名: WINS 2014 Workshop on elastic and inelastic Neutron Scattering
  • 発表場所: ドレスデン（ドイツ）
  • 年月日: 2014-12-03 – 2014-12-05
• [学会発表] Measurement of Neutron-Capture Cross Section of 120Sn with the array of Ge Spectrometer at the J-PARC/MLF/ANNRI (2014)
  • 著者名/発表者名: A.Kimura, H.Harada, S.Nakamura, Y.Toh, M.Igashira, T.Katabuchi, M.Mizumoto, J.Hori, K.Kino
  • 学会等名: 2014年度核データ研究会
  • 発表場所: 北海道大学（北海道）
  • 年月日: 2014-11-27 – 2014-11-28
• [学会発表] Evaluation of Gamma-ray Strength Function based on Measured Neutron Capture Gamma-ray Spectra (2014)
  • 著者名/発表者名: N. Iwamoto
  • 学会等名: 2014年度核データ研究会
  • 発表場所: 北海道大学（北海道）
  • 年月日: 2014-11-27 – 2014-11-28
• [学会発表] Neutron Capture Cross Section Measurement with ANNRI: Ni-61 case (2014)
  • 著者名/発表者名: Leong Lou Sai, Kimura Atsushi, Harada Hideo, Nakamura Shoji
  • 学会等名: Fifteenth International Symposium on Capture Gamma-Ray Spectroscopy and Related Topics (CGS15)
  • 発表場所: ドレスデン工科大学（ドイツ）
  • 年月日: 2014-08-25 – 2014-08-29
• [学会発表] Neutron Capture Cross Section Measurement on 91Zr at J-PARC/MLF/ANNRI (2014)
  • 著者名/発表者名: 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
  • 学会等名: Fifteenth International Symposium on Capture Gamma-Ray Spectroscopy and Related Topics (CGS15)
  • 発表場所: ドレスデン工科大学（ドイツ）
  • 年月日: 2014-08-25 – 2014-08-29
• [図書] Nuclear Back-end and Transmutation Technology for Waste Disposal beyond the Fukushima Accident (2014)
  • 著者名/発表者名: 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
  • 総ページ数: 341(39-46)
  • 出版者: Springer
• [備考] 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