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2016 年度 実績報告書

大強度パルス及び連続中性子を駆使した革新的元素・同位体分析技術の開発と応用・評価

研究課題

研究課題/領域番号 25246038
研究機関首都大学東京

研究代表者

海老原 充  首都大学東京, 理工学研究科, 教授 (10152000)

研究分担者 松尾 基之  東京大学, 大学院総合文化研究科, 教授 (10167645)
藤 暢輔  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 原子力基礎工学研究センター, 研究主幹 (60354734)
三浦 勉  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 物質計測標準研究部門, 研究グループ長 (70371078)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2017-03-31
キーワードJ-PARC / 物質・生命科学実験施設 / ANNRI / JRR-3 / MPGA / 即発ガンマ線 / パルス中性子
研究実績の概要

本研究の目的は、大強度陽子加速器施設(J-PARC)の物質・生命科学実験施設(MLF)に設置した中性子核反応測定装置(ANNRI)及び研究用原子炉JRR-3のビームホールに設置した多重即発ガンマ線測定装置(MPGA)を用いて大強度パルス中性子と大強度連続中性子を利用し、中性子捕獲反応による即発ガンマ線計測を行う2つの分野(微量元素分析研究と核データ測定研究)を融合することによって、革新的な微量元素分析法を開発する事である。JRR-3を用いて行う予定であった基礎試験は、JRR-3が再起動しなかったものの、MLFが順調に稼働したため、バックアッププランとして用意していたANNRIにおいて得られる熱および冷中性子を用いた実験により実施することが出来た。ANNRIにおいては、確度の高い実験値を得るための補正法開発として、前年度までに確立した手法である中性子ビームの自己遮蔽効果、ガンマ線の自己遮蔽効果、データ収集系のデッドタイム及びパイルアップの補正法の高度化を行った。また、アルミニウム及びマンガンからのバックグラウンドを低下させ、シグナル・ノイズ比を改善することができた。さらに、ANNRIにおいてNiベース超合金試料、標準岩石試料、隕石試料、放射性同位体試料、ジルコニウム及びハフニウム金属試料、各標準元素試料等を用いた実験を実施した。Niベース超合金試料の実験においては、実際に1cmまでの厚さの試料の測定データの補正が正しく行えることを実証した。さらに、合金に含まれるMoの定量においては、従来法を用いた場合には正しい値が得られない試料もあったが、開発した分析手法の方を用いた場合にはすべての試料で正確な値が得られることを示した。また、その他の隕石試料や放射性同位体試料等についても良好な結果が得られており、これまでに得られた研究開発成果とあわせ、所期の目標を達したと言える。

現在までの達成度 (段落)

28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

28年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Development of a correction method for the time-of-flight prompt gamma-ray analysis2017

    • 著者名/発表者名
      M. Huang, Y. Toh, M. Ebihara, A. Kimura, and S. Nakamura
    • 雑誌名

      J. Appl. Phys

      巻: 121 ページ: 104901-1 - 7

    • DOI

      10.1063/1.4978309

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] ANNRI の現状と即発ガンマ線分析2017

    • 著者名/発表者名
      藤 暢輔
    • 学会等名
      平成28 年度非破壊検査・可視化・分析技術研究会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2017-02-15
    • 招待講演
  • [学会発表] J-PARC ANNRIにおける放射性核種の非破壊分析2016

    • 著者名/発表者名
      藤 暢輔、海老原 充、黄 明輝、木村 敦、中村詔司、瀬川麻里子
    • 学会等名
      2016 日本放射化学会年会・第60 回放射化学討論会
    • 発表場所
      新潟大学
    • 年月日
      2016-09-10 – 2016-09-12
  • [学会発表] Determination of chemical composition of nickel-based super alloy by TOF-PGA technique2016

    • 著者名/発表者名
      黄 明輝、藤 暢輔、海老原 充、木村 敦、中村詔司
    • 学会等名
      2016 日本放射化学会年会・第60 回放射化学討論会
    • 発表場所
      新潟大学
    • 年月日
      2016-09-10 – 2016-09-12
  • [学会発表] Nondestructive analysis of difficult-to-measure radionuclides by TOF-PGA2016

    • 著者名/発表者名
      Yosuke Toh, Mitsuru Ebihara, Minghui Huang, Atsushi Kimura, Shoji Nakamura and Hideo Harada
    • 学会等名
      9th International Conference on Nuclear and Radiochemistry (NRC-9)
    • 発表場所
      Helsinki(Finland)
    • 年月日
      2016-08-29 – 2016-09-02
    • 国際学会
  • [学会発表] J-PARC ANNRI におけるパルス中性子を用いた多重即発ガンマ線分析法の開発2016

    • 著者名/発表者名
      藤 暢輔、海老原充
    • 学会等名
      第11 回先進原子力科学技術に関する連携重点研究討論会
    • 発表場所
      東京大学(本郷)
    • 年月日
      2016-08-16 – 2016-08-17

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公開日: 2018-01-16  

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