J-PARC/MLFに設置された中性子核反応測定装置（ANNRI)の一部である全立体角Geスペクトロメータを用いて、長寿命放射性核種のPd-107、及び安定Pd同位体について、熱～300eVの中性子エネルギー領域における中性子捕獲断面積を測定した。

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¹⁰⁴PdのkeV中性子捕獲γ線を飛行時間法を用いてコンプトン抑止型NaI(Tl)で測定し、波高重み法と¹⁹⁷Au標準捕獲断面積を用いて捕獲断面積を得た。また、捕獲γ線波高スペクトルをアンフォールディングして捕獲γ線スペクトルを得た。

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天体核物理において重要な核種Nd-142の中性子捕獲断面積および捕獲ガンマ線スペクトルを入射中性子エネルギー550keVにおいて測定した。測定は、中性子飛行時間法により行った。断面積の導出には波高重み法を用いた。その結果について報告する。

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原子力機構研究用原子炉JRR-3に設置された多重即発ガンマ線検出装置STELLAを用い、Ni-62の中性子捕獲反応から放出される即発ガンマ線を測定した。Ni-63核において中性子分離エネルギー6838keV以下で、35本の新準位を見出し、さらに272本の新遷移を含む高励起準位構造を明らかにした。実験で得られた準位構造と殻模型・平均場理論計算による準位構造を比較議論した。

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中性子捕獲反応からの即発ガンマ線測定のデータによる、PCを用いた自動原子核準位構築法の開発を行っている。本手法の有効性を検討するために、断面積が大きく、過去によく調査のなされている³⁵Cl(n,γ)反応からの多重即発ガンマ線に着目した。JRR-3でのSTELLAを用いた多重即発ガンマ線測定の結果に本手法を適用した結果について報告する。

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ウプサラ大学TSLで行われたSiO2及びSiに対する175MeV準単色中性子入射実験の解析を行い、酸素に関する軽イオン（p, d, t, α）生成二重微分断面積を導出した。また、解析結果をPHITSコード計算値と比較し核反応モデル及び評価済み高エネルギー核データファイルのベンチマークを行った。

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大阪大学核物理研究センターでブラッグカーブカウンターを用いて測定した核破砕片二重微分断面積のうち、陽子入射エネルギー140,200,300MeVでのAl,Ti,Cuのデータについて発表する。

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数十MeV以上の荷電粒子測定器として無機シンチレータが用いられる。荷電粒子エネルギーが100 MeVを超える場合、核反応や検出器外への散逸によりエネルギー情報が失われるため、ピーク効率を調べる必要がある。よってBGOシンチレータの陽子、重陽子、α粒子入射についてのシミュレーション計算を行った。

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これまで、核子相関の導入によりクラスター生成反応を記述可能なINCコードを開発してきた。一方、素過程として核子間弾性散乱に加えて非弾性散乱を考慮し、さらにパイオンやΔ粒子、N*粒子を取り扱うことで、単一粒子生成反応について高エネルギー領域への拡張も行ってきた。 今回、核子相関の導入と単一粒子生成反応の高エネルギー領域への拡張の二つを基に、クラスター生成反応の高エネルギ－領域への拡張を図った。

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現在、医療、宇宙工学など様々な分野で中高エネルギー領域荷電粒子の核データが必要とされている。中高エネルギー領域の核反応によって生成されるπ＋中間子の寄与が大きくなる事も知られているが核データが不足している現状がある。そこでπ＋中間子入射による生成フラグメントである陽子、特に核データのない重陽子の生成断面積の測定を行い整備されていないπ＋中間子の核データの整備に貢献していく。またシミュレーションコードのPHITSと比較を行いπ＋中間子入射における陽子、重陽子生成断面積におけるPHITSの課題を挙げる。

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5および9MeVに加速した重陽子を厚い炭素に入射して生成される中性子の二重微分収量を測定し、PHITSコードを用いた計算結果と比較を行った。また、他の測定結果も加えて、50MeVまでの領域における中性子収量の入射重陽子エネルギー依存性を導出した。

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日本原子力研究開発機構TIARA施設において、12, 18MeV陽子入射による厚いターゲット（Be, H2O, H2O(O18)）からの中性子・γ線スペクトルの測定を行った。 測定結果をENDF/B-VIIやLA150の評価済み核データやMCNPX、PHITSコードによる計算結果と共に報告する。

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厚い標的に対する120 GeV陽子入射生成中性子エネルギースペクトルを測定した。標的には炭素、アルミニウム、銅、タングステンを使用した。測定結果はPHITSコード、 FLUKAコードによる陽子入射生成中性子エネルギースペクトルと比較・検討した。

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単色のレーザーコンプトン散乱ガンマ線の核共鳴蛍光散乱で使用済核燃料中のPu-239や、隠蔽された核物質・爆発物を探知する技術開発が始まっている。本発表では、本技術で重要な核データとその現状について報告する。

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高い偏光度をもつ準単色レーザーコンプトンガンマ線を用いて鉄領域核の核共鳴蛍光散乱実験を行った。大容量の高純度ゲルマニウム検出器を用いて共鳴散乱ガンマ線を測定した。入射ガンマ線の偏光軸と散乱ガンマ線の放出角度の相関から、遷移の多重極度を決定した。その結果、多数の磁気的双極子励起や電気的双極子励起に基づく準位を観測した。本講演では、測定手法、データの解析結果などについて報告する。

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近年、光子ビームを利用したNRF技術の応用が世界的に重要視されている。特に、NRF技術を用いた非破壊検査手法や核セキュリティに関する研究が盛んに行われている。これら技術の向上のためには、光核反応断面積の精密測定が重要となる。本研究では、ELBE施設における制動放射を使った中性子しきい値以下におけるTa-181(g,g’)反応断面積の測定を行ったので報告する。

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統計核データ評価コードCCONEを用いて、代理比反応計算における核種のスピン・パリティ依存性を調べる。どのような核種間の組み合わせで代理比反応法が成立しうるのか、核構造の観点から議論を行う。対象とする核種は特に奇質量核種間に関して注目する。例として(233U+n, 239U+n)、(233U+n, 235U+n)、(193Ir+n, 197Au+n)など核変換・炉反応に関連する核種や、s過程元素合成に関連する核種等である。

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代理反応によって生成された複合核の分裂過程における中性子放出について理論的に解析を行う。散逸揺動模型を用いて動力学的に分裂過程を扱い、中性子放出の励起エネルギー依存性や分裂片の質量との相関について調べる。

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超重核種の核分裂における核分裂片の特殊な質量収率にも対応して計算できるように、系統式を新しく改良を行いました。

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福島第一原子力発電所からKEKに飛来した放射能による、核種別の表面放射能密度と空間線量率を測定した。また、単位表面放射能密度あたりの空間線量率を核種別にEGS5で計算し、これに表面放射能密度を乗ずることで、空間線量率の評価値を得た。空間線量率の実測値と評価値はファクター2以内で一致した。なお、計算の過程で明らかになった、空間線量率の高さ依存や、放射能が土壌中に存在する場合の評価などについても述べる。

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緊急被ばく医療においては、患者の被ばく線量評価が重要である。原子炉での被ばく事故はもとより高エネルギー加速器施設での被ばく事故での線量評価手法の開発が喫緊の課題である。特に、中性子とガンマ線の混在場においてガンマ線の線量評価手法は現在も定まっていない。波形弁別法は、有機液体シンチレータを用いた測定で中性子とガンマ線の弁別に有効であった。有機液体シンチレータではガンマ線のエネルギー決定精度が悪いのが難点であった。そこで我々は測定手法にTOF法および波形弁別法を適用し、検出器にはNaI(Tl)を用いたガンマ線測定を行った。今回はサイクロトロンを用いた高エネルギー中性子場における測定について報告する。

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供用(1995-2005年）が終了したＫＥＮＳターゲット下流縁部の遮蔽用コンクリートの放射能測定、コンクリート成分の化学分析、放射化計算をPHITS+DCHAIN-SPにより行った結果、放射化はバックグランド以下であった。

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現在整備中のXFEL施設では挿入装置に真空封止型アンジュレータを用いており、放射線損傷である減磁をできるだけ防止する必要がある。一方、加速器調整のためにOTRを挿入することによって挿入装置磁石は高速電子の暴露を避けられない。そのために生じる減磁量をFLUKA計算と実験を比較することによって推定した。

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設計検討中の超伝導トカマク装置(JT-60SA)の中性子発生量は、高性能プラズマ生成に伴い臨界プラズマ試験装置(JT-60U)の年間発生量で約50倍増加を想定している。JT-60SA装置は、建家を含む既存設備を最大限利用することから、JT-60SA装置で再利用する設備の放射線環境に対する動作の健全性を評価することが必要不可欠である。トカマク装置（JT-60UとJT-60SA）および追加遮へい構造物を含む建家内の放射線環境について、3次元モンテカルロ計算コードによる中性子とガンマ線輸送解析を実施し、装置毎の建家内放射線環境の比較評価を行った。JT-60Uの運用実績に基づき、JT-60SA装置および再利用設備の運用に関する健全性の判断に必要な放射線環境に関する知見を得た。

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リアルタイム中性子個人被ばく線量計は、現在、原子力施設などで幅広く利用されている。その応答関数は、高速中性子ではまだ十分に評価されていない部分がある。これを解明することで、リアルタイム線量計の高エネルギー中性子場へ応用できる。これまでシリコン半導体素子では、荷電粒子に対してファンネリング現象が生じ、これが素子で検出されるエネルギー量が大きくなることを分かった。このエネルギー付与のモデルと、さらに本研究で改善したモデルを用いることで、これまでのモデルでは、シュミレーション出来なかった高速中性子に対する応答特性を全く再現することが出来なかった。しかし、本研究でのモデルを用いることで、この応答特性を再現することができた。これらの応答特性取得の実験は、絶対量が高精度に評価されている産総研の単色中性子ビームを用い、シュミレーションは中性子、荷電粒子を輸送できるMCNPXコードを用いた。

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比較的平坦な応答を有する検出器としてロングカウンターというものがありますが、ポリエチレン減速材の材料を中性子増倍を起こすような材料を使用することと熱中性子検出器に位置敏感型比例計数管を使うことで各位置の検出効率に補正を加え、平坦化をおこないます。

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原子炉燃料の取扱・貯蔵設備では、使用済み核燃料の燃焼履歴に基づく中性子発生量・輸送の計算に基づき管理されているが、中性子の直接測定が可能となれば、より安全かつ効率的な燃料の取り扱いが期待できる。しかしながら、近年の高燃焼度の使用済み燃料では核分裂生成物に起因するγ線の線量が高いため、従来技術による中性子の高精度な測定は容易でない。本研究では、この困難を克服する手段として、原子核乾板を用いた高γ線下での中性子精密測定法の開発を行っている。今回は、新型原子核乾板 NGITA(Neutron-Gamma Image TrAcker)について、検出感度曲線（阻止能と銀粒子密度の関係）を実験的に求めるとともに、乾板飛跡応答シミュレーション計算モデルを構築し、これらをもとにAgBr結晶粒径によるγ線感度抑制の可能性を検討した。

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これまで、中性子検出器の感度校正には、主に単色中性子が利用されてきたが、そのエネルギー間については計算による補間が必要であった。そこで、本研究では京大炉電子ライナックと光核中性子源による白色中性子を利用してTOF法と組み合わせることにより広エネルギー範囲の応答を実験によって連続的にかつ一度に取得する方法を開発している。今回の発表では、京大炉光核反応中性子源からの全エネルギー領域の中性子スペクトルとフルエンスをTOF法及びボナー球によるアンフォールディング法により測定したので、報告する。

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20 MeV以上の高エネルギー中性子に対する検出器の応答を評価するための校正場として，⁷Li(p,n)反応による90 MeVまでの準単色中性子場の開発が行われている。このような高エネルギー準単色中性子場では，高エネルギーピーク以外に存在する，低エネルギー領域まで続く連続成分のスペクトラルフルエンスを正確に評価しておくことが必要である。その連続成分のうち数MeV以下のエネルギー領域ではTOF測定による評価が困難なので，この領域に対するボナー球スペクトロメータを用いたスペクトル評価を原子力機構TIARAおよび東北大CYRICの準単色高エネルギー中性子施設において行った。

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開発した小型1次元検出器を用いて中性子散乱実験を行ったのでその結果について報告する。

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長期運用された原子炉における圧力容器の寿命や放射化量評価のために行われる中性子ドシメトリには、長半減期核種ドシメータの適用が期待されている。特に、93Nb(n,n’)93mNbは反応閾エネルギーが30keVで、93mNbの半減期が16年と長いため、積算中性子ドシメトリで用いる核反応として着目されているが、軟X線スペクトロスコピーによる定量では不純物等からの影響により十分な分析確度が得られないといった問題がある。そこで、本研究では、共鳴イオン化質量分析に基づく93mNb微量分析法の開発を進めている。核異性体による（原子の）エネルギー準位の超微細分裂を区別するために、ドップラー拡がりを抑制したガスジェット原子源と狭帯域な高繰り返し率注入同期チタンサファイアレーザーを組み合わせた体系を提案し、モデル計算を基に核異性体選択性を評価した。

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We developed detection system based on LaBr₃(Ce) scintillators. The system consisted of 1.5øx3" LaBr₃(Ce) detector, 3.5øx4" LaBr₃(Ce) detector and 110% Ge detector. The system was tested with top energy of 2.2 MeV quasi-monochromatic gamma-ray beam from the Laser Compton Backscattering (LCBS) at AIST. We could clearly detect the NRF excitation level from ¹¹B at 2.12 Mev.

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中性子散乱実験やホームランドセキュリティから3Heを代替する中性子検出器が求められており、1候補としてGd系シンチレータがある。既存のGSOシンチレータでは発光量が低く、γ線感度が高いため中性子によって発生する内部転換電子を十分なS/Nで測定する事は難しい。本研究ではGd2Si2O7：Ce（GPS：Ce）を用いて核分裂中性子、ならびに低エネルギー光子の応答測定を行った。TSSG法によって合成したCe濃度の異なるGPSを使用した。252Cfを用いた核分裂中性子の応答でGPS：Ce2.5%はGSOの3倍の発光量を記録した。241Am γ線源を用いた低エネルギー光子に対する応答測定では14keV特性X線によるピークを確認した。潮解性も無く取扱容易で自己放射能の無い酸化物シンチレータで10keV程度のエネルギー光子測定が可能となったことにより加速器実験などで新しい用途も期待できる。

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大発光量, 非潮解性などSPECT用シンチレータとして実用化が待たれるGd2Si2O7:Ce (GPS:Ce)の単結晶をTop Seeded Solution Growth(TSSG)法により合成した. 出発原料中のSiO2の比率を量論組成より1～2% 過多とし、高温度勾配の炉内構成のもと、単相のGPS単結晶を得た. Ce濃度増加に伴い、相図上の包晶点がSiO2 -リッチ側にずれることを確認した。Ce濃度2.5at.%の斜方晶GPSは137Csからの662keV γ線に対して、BGO比4.4倍の発光量、4.6%の高エネルギー分解能を示した。Ce濃度10 at.%の三斜晶GPSはBGO比3.6倍の発光量, 5.2%のエネルギー分解能を示した. Ce15 at.%の三斜晶GPSはBGO比2.7倍の発光量を示したがエネルギー分解能は9.9%であった。Ce濃度10、15%の三斜晶GPSは発光量において斜方晶GPS:Ceに劣るが減衰時間が54-57nsと高速であった。

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Pu取扱施設における汚染管理ではPuからの5.5MeV前後のα線の検出が重要である。この測定ではRn子孫核種からの7.7MeVを中心としたα線やγ線がバックグラウンドとなり、検出器にはα線に対するエネルギー弁別性能とγ線の影響低減が要求される。これまで半導体検出器の耐久性の問題を改善するために開発されてきたダストモニタ用のZnS薄膜ではエネルギー分解能に問題があった。本研究ではGd2Si2O7シンチレータの高エネルギー分解能に着目し、その粉末を用いて厚さ100μmのシンチレータプレートを作製、評価を行った。粒径を100～数百μm程度に制御することで241Am(5.5MeV α線源)に対する応答ではエネルギー分解能8%台を記録し、光電子増倍管における集光強度は単結晶とほぼ同程度のものとなった。また、137Cs(662keV γ線源)による応答測定の結果、γ線の影響を低減できることを確認した。

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無機シンチレータであるYAP:Yb結晶を室温から極低温までにおいてシンチレーション特性の測定を行った。

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現在医療分野や工学分野では、核子あたり数百 MeV以上の高エネルギー荷電粒子と物質との相互作用に関する知見が非常に重要となっている。荷電粒子と物質の相互作用によって荷電粒子トラック構造が形成される。高エネルギーの荷電粒子では二次電子が空間的に極めて広い範囲に分布し、低エネルギーのときとはまったく異なる様相を示すとすると考えられる。しかしながら、高エネルギーの荷電粒子の反応を逐次追跡して計算を行うコードはない。 そこで、本研究では高エネルギー領域での荷電粒子トラック構造を再現するために相互作用を逐次追跡する微視的モデルに基づいた3Dモンテカルロコード作成を行う事を目的とした。荷電粒子トラック構造コードの基本となる電子トラック構造コードを作成し、検証を行った。

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中高エネルギーの中性子遮蔽実験にビスマスを使用した際に留意すべき効果の測定を行った。一つはBi-209(n,xn)Bi-(210-x)に対する、Bi-209(p,pxn)Bi-(209-x)、Bi-209(p,xn)Po-(210-x) →Bi-(210-x) の寄与の割合。もう一つはBi-209(p,xn)Po-(210-x) 反応のうち、陽子検出反応としての利用可能な反応の模索である。照射場は、400MeV/uの炭素イオンで鉄ターゲットを照射することによって作り、Biのサンプルを照射場で放射化したのち、ガンマ線スペクトロメトリーを行った。 その結果、Bi-209(n,xn)Bi-(210-x)に対する競合反応の寄与は、本実験条件で最大60％になると見積もられた。また、Bi-209(p,3n)Po-207は中性子検出と競合することなく陽子を計測できる有効な反応であることが示唆された。

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余弦角度分布を持つ円盤線源から放出される線束の減衰関数は、線源の大きさ、観測点までの距離を変数とする楕円積分、有理関数等で表され、線源表面で特異な特性がある。これは高次の角度分布でも同様である。

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これまでに明らかにした超微弱ライナック電子線の照射場での２次元線量分布を、イメージングプレート(IP)を使用して計測し評価した結果を用いて、この超微弱電子線照射場でのIPを用いた新しいラジオグラフィ法を確立することを目的として、その特性を詳細に調べた。その結果、超微弱ライナック電子線ラジオグラフィへの応用のための基礎データが取得され、その特性が明らかになった。

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重荷電粒子線用の壁なし組織等価比例計数管（Tissue Equivalent Proportional Counter, TEPC）を用いて、核子当たり490 MeVのシリコン線に対する線エネルギー分布（y分布）を測定した。また、種々のイオン種に対する線量平均のy値とLET値を系統的に比較・検討した結果、y分布の線量平均値は生物影響評価の指標として有用であることを示した。

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被ばく量低減化のために画質の改善を目的とし、櫛状にしたフィルタを被写体前に等間隔に設置したX線CTシステムを提案した。数種のフィルタを通過したX線から得られる情報から、特定の元素に敏感なCTシステムの実現を目指す。

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当グループは、電気化学的ニュートリノ検出器が主に自然ニュートリノと反応している可能性があることを報告してきた。この検出器からの出力は太陽ニュートリノの影響を受けることが想定される。検出器の出力と太陽活動の相関を調べたところ、これらの間に因果関係があることが示唆された。

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電力ケーブルの絶縁破壊を引き起こす水トリーの発生に伴う微弱な放射線の測定をおこなっている。実験は、低バックグランドの環境中で、架橋ポリエチレン電極を溶液に浸し、交流の高電圧を課電し、周囲に放射線検出器（中性子、低エネルギーX線、高エネルギーγ線）を配置して行う。これまでの結果では、ポリエチレン電極中の水トリーの発生と放射線の間に関係が認められたが、放射線が水トリーを発生したのか、水トリーの発生が放射線を誘発したのかは明らかではなかった。今回、溶液中のイオンの種類と濃度を変化させ、放射線計数値との関係を調査した。その結果、X/γ線に関しては、イオン種、濃度との関係が認められたので報告したい。

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前回の報告のように、電力ケーブルの絶縁破壊を引き起こす水トリーの発生実験中にNaIシンチレータの測定値が、時間単位で、ゆっくりと変化する現象が観測された。具体的には、早朝から夕方に計数が増加し、夜減少する現象である。スペクトルを見る限り、自然界に存在するラドンの娘核種であるPb214とBi214の変化と見て矛盾しない。計数の変化量は最大で、3.0±0.5%の変動であった。今回、同じ体系でバックグランドおよび、高電圧印加を伴うバックグランドの長期間測定を行った。結果は、前者の日変化が-0.7±0.7%、後者が0.2±0.5%となり、変化は観測されなかった。この結果から判断すると、前回観測された変動は、水トリー課電実験に由来するものと考えられる。

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Capacitive Frisch Gridを持つTlBr半導体ガンマ線検出器の開発を行った。TlBr結晶の育成を行い、結晶の切り出し、研磨、電極形成を行い素子を製作した。結晶サイズ2 mm x 2 mm x 4.4 mmのCapacitive Frisch Grid型TlBr検出器は室温において662 keVのガンマ線に対して2.9%のエネルギー分解能を示した。

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本研究においてはピクセルサイズ2mm x 2mmx 1mmtの64チャネルピクセル検出器の試作を行った。その読み出し方式として従来のPHA(Pulse Height Analysis)を用いた方式とdynamic ToT (Time Over Threshold)方式を用いた信号読み出しをおこないその比較を行った。従来のToT方式では入力電荷と出力パルス幅の関係がLinearでない問題があったがDynamic ToT方式を用いることで直線性を確保することが可能である。またdynamic ToT方式では１ビットの信号ラインでの読み出しを行うためピクセル検出器からの個別信号読み出しに適している。

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人工ダイヤモンド放射線検出器は、核融合プラズマ診断用エネルギースペクトロメーターとして期待されている。エネルギースペクトロメータグレードのダイヤモンド単結晶は単結晶ダイヤモンドの（001）面上に化学気相合成法によりホモエピタキシャル成長させることが多い。本研究においては残留応力割れを防ぐために高圧高温合成_II_a型ダイヤモンドを基板とし、異常成長抑制のために（001）面を<110>方向に3度傾けオフ角を付けたところ、二つの問題はほぼ解決した。α線による誘導電荷量測定を行い、電荷収集効率及びμτ積の測定をした。測定結果の一例として、印加電圧80Vにて正孔と電荷の電荷収集効率はそれぞれ83.3％、75.3％、エネルギー分解能は0.6％、4.8％、正孔のμτ積は2.7×10－6cm2/Vとなった。今後は、電子に対する電荷捕獲を低減するために残留ガスの低減や合成条件の最適化を進める必要がある。

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TlBrは原子番号がCdTeに比べて高く，高エネルギーのX線やガンマ線の検出器材料として期待され，検出器特性の向上に関する研究が行われている。従来TlBr検出器からの出力波形は複数のアナログ回路を用いて処理が行われているが、その処理の自由度には限界がある。そこで本研究では、検出器からの出力波形をデジタイザによりデジタル変換し、計算機上での数値演算により処理を行う実験系を構築し、検出器特性の向上と評価を行った。0.5mm厚のプレーナー型TlBr検出器を用い、その出力波形の形状よりガンマ線の相互作用深さを求め、深さ補正を行うことにより662keV のガンマ線に対して2.7%のエネルギー分解能を得た。また、その得られた深さ情報を利用し、TlBr結晶のキャリア移動度の評価を行った。

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臭化タリウム(TlBr)は原子番号及び密度が高く，高エネルギーのγ線に対して高い検出効率を示す化合物半導体である．TlBrの純化は一般に帯域精製法によって行われるが，帯域精製法では除去が難しい不純物元素が存在するため，本研究では真空蒸留法を試みている．今回，さらに蒸留の効率を高めるために装置の開発を行った．

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