逆運動学法を用いた長寿命核分裂生成物の核変換データの測定と解析

高レベル放射性廃棄物中に含まれる長寿命核分裂生成物(LLFP)の新たな処理法として核変換技術の確立が望まれている。その概念設計に向けたシミュレーションの精度向上のため、LLFPの一つであるZr-93の核反応データ測定を行い、得られたデータを基に現行の核反応モデルの精度検証と改良を行うことが本研究の目的である。本年度は①前年度までに執筆したNb-93データに関する論文の投稿、②Zr-93に対する50, 105, 209 Mev/u陽子・重陽子入射反応における同位体生成断面積のモデル解析、③前年度までに測定したZr-93に対する110, 200 MeV/u陽子・重陽子入射反応における放出中性子データの予備解析を行った。①当該論文を米国物理学会誌Physical Review Cに投稿し、採択された。②理論モデル解析により粒子・重イオン粒子輸送計算コードPHITSに組み込まれている核反応モデルであるINCL4.6とGEMの組み合わせによる計算値(INCL4.6/GEM)が、一部の実験データを上手く再現しない原因を調査した。具体的には、Zr-93の実験データを基に、INCL4.6/GEMの計算値と他の核反応理論モデルであるINCL++/ABLA07を比較することで、不一致の原因はGEM内部に組み込まれている原子核の準位密度であると突き止めた。③前年度までに理化学研究所SAMURAIスペクトロメーターを用いて取得した実験データの解析を行い、放出中性子データ導出のための事前解析を行った。具体的には多数のプラスチックシンチレータから構成されているNEBULA, NeuLAND両検出器の時間・エネルギー校正を行い、検出器が中性子を検出した位置を導出するルーチンを作成した。

高レベル放射性廃棄物中に含まれる長寿命核分裂生成物(LLFP)の新たな処理法として核変換技術の確立が望まれている。その概念設計に向けたシミュレーションの精度向上のため、LLFPの一つであるZr-93の核反応データ測定を行い、得られたデータを基に現行の核反応モデルの精度検証と改良を行うことが本研究の目的である。本年度は①前年度までに執筆したNb-93データに関する論文の投稿、②Zr-93に対する50, 105, 209 Mev/u陽子・重陽子入射反応における同位体生成断面積のモデル解析、③前年度までに測定したZr-93に対する110, 200 MeV/u陽子・重陽子入射反応における放出中性子データの予備解析を行った。①当該論文を米国物理学会誌Physical Review Cに投稿し、採択された。②理論モデル解析により粒子・重イオン粒子輸送計算コードPHITSに組み込まれている核反応モデルであるINCL4.6とGEMの組み合わせによる計算値(INCL4.6/GEM)が、一部の実験データを上手く再現しない原因を調査した。具体的には、Zr-93の実験データを基に、INCL4.6/GEMの計算値と他の核反応理論モデルであるINCL++/ABLA07を比較することで、不一致の原因はGEM内部に組み込まれている原子核の準位密度であると突き止めた。③前年度までに理化学研究所SAMURAIスペクトロメーターを用いて取得した実験データの解析を行い、放出中性子データ導出のための事前解析を行った。具体的には多数のプラスチックシンチレータから構成されているNEBULA, NeuLAND両検出器の時間・エネルギー校正を行い、検出器が中性子を検出した位置を導出するルーチンを作成した。