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論文

Third international challenge to model the medium- to long-range transport of radioxenon to four Comprehensive Nuclear-Test-Ban Treaty monitoring stations

Maurer, C.*; Galmarini, S.*; Solazzo, E.*; Ku$'s$mierczyk-Michulec, J.*; Bar$'e$, J.*; Kalinowski, M.*; Schoeppner, M.*; Bourgouin, P.*; Crawford, A.*; Stein, A.*; et al.

Journal of Environmental Radioactivity, 255, p.106968_1 - 106968_27, 2022/12

https://doi.org/10.1016/j.jenvrad.2022.106968
 被引用回数：2 パーセンタイル：14.8(Environmental Sciences)

2015, 2016年のモデル比較演習を経て、2019年に包括的なXe-133大気輸送モデル比較試験を企画した。欧米の医療用RI製造施設であるIREやCNLからの排出の影響が大きいヨーロッパと北米にある4つのCTBT国際モニタリングシステム局を対象とし、約30の参加モデルの結果の比較とアンサンブルを実施した。第2回ATMチャレンジの教訓により、参加者は事務局の指定する条件に基づいて計算を実施した。その結果、IREとCNLからの正確な日別スタック排出量を使用しても、拡散過程における誤差、残存排出源の適切な特性化、長いIMSサンプリング時間(12$$sim$$24時間)のデメリットと相殺され、平均すればスコアの改善が見られないことが確認された。一方、任意のモデル計算結果を用いたアンサンブルを実施したところ、今回対象とした4つの観測所でのXe-133バックグラウンドを十分に予測できることが確認できた。有効なアンサンブルのサイズは5以下であった。

論文

In-beam $$gamma$$-ray spectroscopy of $$^{32}$$Mg via direct reactions

北村 徳隆*; Wimmer, K.*; 宮城 宇志*; Poves, A.*; 清水 則孝*; Tostevin, J. A.*; Bader, V. M.*; Bancroft, C.*; Barofsky, D.*; Baugher, T.*; et al.

Physical Review C, 105(3), p.034318_1 - 034318_17, 2022/03

https://doi.org/10.1103/PhysRevC.105.034318
 被引用回数：2 パーセンタイル：52.69(Physics, Nuclear)

$$^{32}$$Mgは中性子魔法数20が消滅する中性子過剰核のモデルケースとして有名な原子核であるが、約1MeVという低い励起エネルギーにある$$0^+$$励起状態の性質が未だに謎に包まれているなど、その構造は未解明な点が多い。この原子核の励起構造を解明するため、米国国立超伝導サイクロトロン研究所にて$$^{33}$$Mgからの1中性子ノックアウト、$$^{34}$$Siからの2陽子ノックアウト反応で$$^{32}$$Mgの励起状態を生成し、そこからの脱励起ガンマ線の測定によってその準位構造を得た。得られた約20本のエネルギー準位を殻模型計算による理論と比較した。低い$$0^+$$励起状態の存在を再現する計算によって予言されていた強い生成強度をもった状態は存在せず、その$$0^+$$状態がない古い理論の方が全体的な傾向をよく再現した。その結果、$$0^+$$励起状態の謎は依然、解明されずに残ることとなった。

論文

Coexisting normal and intruder configurations in $$^{32}$$Mg

北村 徳隆*; Wimmer, K.*; Poves, A.*; 清水 則孝*; Tostevin, J. A.*; Bader, V. M.*; Bancroft, C.*; Barofsky, D.*; Baugher, T.*; Bazin, D.*; et al.

Physics Letters B, 822, p.136682_1 - 136682_7, 2021/11

AA2021-0459.pdf:1.01MB

https://doi.org/10.1016/j.physletb.2021.136682
 被引用回数：6 パーセンタイル：71.66(Astronomy & Astrophysics)

ミシガン州立大学の国立超伝導サイクロトロン研究所にて、中性子過剰核$$^{32}$$Mgの励起状態を$$^{33}$$Mgからの1中性子ノックアウト反応および$$^{34}$$Siからの2陽子ノックアウト反応によって生成し、そこからの脱励起ガンマ線をGRETINA検出器を用いて観測した。$$^{32}$$Mgは中性子魔法数20が消失していることが古くから知られている原子核であるが、10年ほど前に理論予想よりもはるかに低い励起エネルギーに$$0^+_2$$状態が出現することがわかり、その核構造は完全には解明されていない。この実験で得られた生成断面積を理論計算と比較したところ、$$0^+_2$$状態の位置を再現する最近の理論計算で予言される、励起エネルギー2MeV以下の大きな断面積は実験では得られず、$$0^+_2$$状態の位置を再現しない古い理論計算に近い断面積分布となることがわかった。この結果から、$$^{32}$$Mgの低い$$0^+_2$$状態の謎は未だに残されたままとなった。

論文

Structure of $$^{30}$$Mg explored via in-beam $$gamma$$-ray spectroscopy

北村 徳隆*; Wimmer, K.*; 清水 則孝*; Bader, V. M.*; Bancroft, C.*; Barofsky, D.*; Baugher, T.*; Bazin, D.*; Berryman, J. S.*; Bildstein, V.*; et al.

Physical Review C, 102(5), p.054318_1 - 054318_13, 2020/11

AA2020-0765.pdf:4.4MB

https://doi.org/10.1103/PhysRevC.102.054318
 被引用回数：4 パーセンタイル：45.12(Physics, Nuclear)

$$^{30}$$Mgは中性子数20の魔法数が消滅する原子核としてよく知られている$$^{32}$$Mgの2中性子少ない系であり、魔法数消滅のメカニズムを解明する重要な情報を与える原子核である。この研究では、ミシガン州立大学のサイクロトロンを用いて$$^{31}$$Mgからの中性子ノックアウト反応によって$$^{30}$$Mgを生成し、そのガンマ線分光から構造を探求した。変形の小さなバンドと変形の大きなバンドの他に負パリティ状態と見られるエネルギー準位が得られ、それらの分光学的因子が導かれた。その結果を大規模殻模型計算と比較したところ、エネルギー準位はよく再現するものの、分光学的因子の一部に不一致があり、より正確な記述という観点からは理論に課題があることがわかった。

論文

International network of nuclear structure and decay data evaluators

Dimitriou, P.*; Basunia, S*; Bernstein, L.*; Chen, J.*; Elekes, Z.*; Huang, X.*; Hurst, A.*; 飯村 秀紀; Jain, A. K.*; Kelley, J.*; et al.

EPJ Web of Conferences, 239, p.15004_1 - 15004_4, 2020/09

BB2020-0008.pdf:0.34MB

https://doi.org/10.1051/epjconf/202023915004
 被引用回数：0 パーセンタイル：0.1(Nuclear Science & Technology)

評価済み核構造データファイル(Evaluated Nuclear Structure Data File: ENSDF)は、原子核構造と崩壊に関する様々な実験データを全ての核種について集めて、それらの実験データの評価値を与えてある世界唯一のデータファイルである。ENSDFは定期的に更新されており、そのための評価作業は各国の評価者で分担している。評価作業を速やかに行うために、IAEAの援助の下に評価者の国際的なネットワークが組織されている。この発表では、ネットワークの最近の活動のうち、ENSDFの処理コードの開発、測定が必要とされているデータのリストの作成、インターネット版核図表の利用の拡充などについて報告する。また、核構造・崩壊データの需要が増大しているにもかかわらず、評価者が減っている問題についても述べる。

論文

Tomographic reconstruction of triaxial strain fields from Bragg-edge neutron imaging

Hendriks, J. N.*; Gregg, A. W. T.*; Jackson, R. R.*; Wensrich, C. M.*; Wills, A.*; Tremsin, A. S.*; 篠原 武尚; Luzin, V.*; Kirstein, O.*

Physical Review Materials (Internet), 3(11), p.113803_1 - 113803_11, 2019/11

https://doi.org/10.1103/PhysRevMaterials.3.113803
 被引用回数：11 パーセンタイル：45.47(Materials Science, Multidisciplinary)

This paper presents a proof-of-concept demonstration of triaxial strain tomography from Bragg-edge neutron imaging within a three-dimensional sample. Bragg-edge neutron transmission can provide high-resolution images of the average through thickness strain within a polycrystalline material. This poses an associated rich tomography problem which seeks to reconstruct the full triaxial strain field from these images. The presented demonstration is an important step toward solving this problem, and toward a technique capable of studying the residual strain and stress within engineering components. A Gaussian process based approach is used that ensures the reconstruction satisfies equilibrium and known boundary conditions.

論文

Microscopic structure of coexisting 0$$^+$$ states in $$^{68}$$Ni probed via two-neutron transfer

Flavigny, F.*; Elseviers, J.*; Andreyev, A. N.; Bauer, C.*; Bildstein, V.*; Blazhev, A.*; 他31名*

Physical Review C, 99(5), p.054332_1 - 054332_6, 2019/05

https://doi.org/10.1103/PhysRevC.99.054332
 被引用回数：8 パーセンタイル：64.15(Physics, Nuclear)

The $$^{68}$$Ni isotope is known for exhibiting signs of shape coexistence at very low excitation energies. In this work, carried out at REX-Isolde, CERN, the $$^{66}$$Ni($$t$$,$$p$$) reaction in inverse kinematics was studied for the first time and used to assess directly the active neutrons orbitals responsible its shape coexistence. The main states populated were the $$0^+$$ ground state, the second $$0^+$$ state at 1604~keV, and the first excited 2$$^+$$ state at 2033 keV. The analysis of the differential transfer cross-sections and comparison with theoretical DWBA calculations permitted to quantify the contribution of neutron orbits below the $$N$$=40 gap in the structure of these states. This information is essential to better understand the phenomenon of shape coexistence in the region of medium-heavy nuclei.

論文

International challenge to model the long-range transport of radioxenon released from medical isotope production to six Comprehensive Nuclear-Test-Ban Treaty monitoring stations

Maurer, C.*; Bar$'e$, J.*; Kusmierczyk-Michulec, J.*; Crawford, A.*; Eslinger, P. W.*; Seibert, P.*; Orr, B.*; Philipp, A.*; Ross, O.*; Generoso, S.*; et al.

Journal of Environmental Radioactivity, 192, p.667 - 686, 2018/12

https://doi.org/10.1016/j.jenvrad.2018.01.030
 被引用回数：25 パーセンタイル：65.58(Environmental Sciences)

地下核実験検知のためには、医療用放射性同位元素製造施設から放出される放射性キセノンのCTBT観測所への影響を把握することが大変重要である。医療用放射性同位元素製造施設から放出される放射性キセノンのCTBT放射性核種観測所への影響に関する調査の一環として、オーストラリアの医療用放射性同位元素製造施設からの放射性キセノンの放出データに基づき、本施設から放出された放射性キセノンが南半球の6つのCTBT放射性核種観測所に与える影響のATM(大気輸送モデル)を用いた予測が10カ国からの参加者により行われた。

論文

SFCOMPO-2.0; An OECD NEA database of spent nuclear fuel isotopic assays, reactor design specifications, and operating data

Michel-Sendis, F.*; Gauld, I.*; Martinez, J. S.*; Alejano, C.*; Bossant, M.*; Boulanger, D.*; Cabellos, O.*; Chrapciak, V.*; Conde, J.*; Fast, I.*; et al.

Annals of Nuclear Energy, 110, p.779 - 788, 2017/12

https://doi.org/10.1016/j.anucene.2017.07.022
 被引用回数：65 パーセンタイル：99.16(Nuclear Science & Technology)

SFCOMPO-2.0 is the new release of the NEA database of experimentally measured assays, i.e. isotopic concentrations from destructive radiochemical analyses of spent nuclear fuel samples, complemented with design information of the fuel assembly and fuel rod from which each sample was taken, as well as with relevant information on operating conditions and characteristics of the host reactors, which are necessary for the modelling and simulation of the isotopic evolution of the fuel during irradiation. SFCOMPO-2.0 has been developed and is maintained by the OECD Nuclear Energy Agency (NEA) under the guidance of the Expert Group on Assay Data of Spent Nuclear Fuel (EGADSNF) of the NEA Working Party on Nuclear Criticality Safety (WPNCS). In this paper, the new database is described. Applications of SFCOMPO-2.0 for computer code validation, integral nuclear data benchmarking, and uncertainty analysis in nuclear waste package analysis are briefly illustrated.

論文

Potential for microbial H$$_{2}$$ and metal transformations associated with novel bacteria and archaea in deep terrestrial subsurface sediments

Hernsdorf, A. W.*; 天野 由記; 宮川 和也; 伊勢 孝太郎; 鈴木 庸平*; Anantharaman, K.*; Probst, A. J.*; Burstein, D.*; Thomas, B. C.*; Banfield, J. F.*

ISME Journal, 11, p.1915 - 1929, 2017/03

AA2016-0002.pdf:2.21MB

https://doi.org/10.1038/ismej.2017.39
 被引用回数：89 パーセンタイル：95.92(Ecology)

地層処分システムにおける微生物影響の可能性を評価するために、北海道の幌延深地層研究センター地下施設を利用して、堆積岩地下の生態系における微生物群集構造と代謝機能について調査を行った。全体として、微生物生態系は多様な系統群からなる微生物種で構成されており、その多くはこれまで培養されていない生物門に属していることが示された。大部分の微生物種は、酸化型[NiFe]ヒドロゲナーゼあるいはフェレドキシンをベースとする代謝経路を可能にする電子分岐型[FeFe]ヒドロゲナーゼを介して水素代謝をおこなうことが明らかになった。水素代謝と関連して、多くの微生物が炭素,窒素,鉄および硫黄を代謝することが推定された。特に、ANME-2dというメタン酸化を行う古細菌として知られている未培養微生物が、鉄関連の代謝反応を行う可能性が示唆された。得られた結果から、幌延堆積岩環境における微生物群集の生態学的概念モデルを推定した。

論文

International challenge to predict the impact of radioxenon releases from medical isotope production on a comprehensive nuclear test ban treaty sampling station

Eslinger, P. W.*; Bowyer, T. W.*; Achim, P.*; Chai, T.*; Deconninck, B*; Freeman, K.*; Generoso, S.*; Hayes, P.*; Heidmann, V.*; Hoffman, I.*; et al.

Journal of Environmental Radioactivity, 157, p.41 - 51, 2016/06

https://doi.org/10.1016/j.jenvrad.2016.03.001
 被引用回数：35 パーセンタイル：72.19(Environmental Sciences)

地下核実験検知のためには、原子力施設や医療用放射性同位体製造施設から放出される放射性キセノンのCTBT観測所への影響を把握することが大変重要である。医療用放射性同位体製造施設から放出される放射性キセノンのCTBT放射性核種観測所への影響に関する調査の一環として、ベルギーの医療用放射性同位体製造施設からの放射性キセノンの放出量に関するデータに基づき、本施設から放出された放射性キセノンがドイツのCTBT放射性核種観測所に与える影響のATM(大気輸送モデル)を用いた予測が7カ国からの参加者により行われた。

論文

Experimental study of the $$^{66}$$Ni($$d$$,$$p$$)$$^{67}$$Ni one-neutron transfer reaction

Diriken, J.*; Patronis, N.*; Andreyev, A. N.; Antalic, S.*; Bildstein, V.*; Blazhev, A.*; Darby, I. G.*; De Witte, H.*; Eberth, J.*; Elseviers, J.*; et al.

Physical Review C, 91(5), p.054321_1 - 054321_15, 2015/05

https://doi.org/10.1103/PhysRevC.91.054321
 被引用回数：9 パーセンタイル：54.97(Physics, Nuclear)

Excited states up to an excitation energy of 5.8 MeV were populated in the neutron-rich isotope $$^{67}$$Ni via the $$^{66}$$Ni(d,p) transfer reaction at REX-Isolde, CERN. In particular, single-neutron states above the N=40 sub-shell gap were populated, and the relative spectroscopic factors were extracted using distorted-wave Born approximation analysis. The positive parity g$$_{9/2}$$, d$$_{5/2}$$ and s$$_{1/2}$$ neutron orbits above the shell closure are assumed to induce strong quadrupole collectivity in neutron-rich Fe and Cr isotopes. The extracted relative spectroscopic factors show that the strength of the d$$_{5/2}$$ orbit is mostly split over two states, hinting to substantial mixing of the neutron d$$_{5/2}$$ configuration with collective modes of the core. The size of the N=50 shell gap was also estimated, and found to be 2.6 MeV near $$^{68}$$Ni, as also determined in lighter Ni isotopes.

論文

Shell evolution beyond $$N$$=40; $$^{69,71,73}$$Cu

Sahin, E.*; Doncel, M.*; Sieja, K.*; De Angelis, G.*; Gadea, A.*; Quintana, B.*; G$"o$rgen, A.*; Modamio, V.*; Mengoni, D.*; Valiente-Dob$'o$n, J. J.*; et al.

Physical Review C, 91(3), p.034302_1 - 034302_9, 2015/03

https://doi.org/10.1103/PhysRevC.91.034302
 被引用回数：26 パーセンタイル：84.43(Physics, Nuclear)

The level structure of the neutron-rich $$^{69}$$Cu, $$^{71}$$Cu, and $$^{73}$$Cu isotopes was investigated using multinucleon transfer reactions at Laboratori Nazionali di Legnaro using the AGATA Demonstrator array coupled to the PRISMA magnetic spectrometer. Lifetimes of excited states in Cu nuclei were measured with the recoil-distance Doppler-shift method. The resulting electromagnetic matrix elements for transitions from excited states in $$^{69,71,73}$$Cu nuclei was used to assess the collective or single-particle character of these states. The results are compared with predictions of large-scale shell-model calculations, showing how the proton pf shell evolve as neutrons fill the 1g$$_{9/2}$$ orbital.

論文

Single-neutron orbits near $$^{78}$$Ni; Spectroscopy of the N=49 isotope $$^{79}$$Zn

Orlandi, R.; M$"u$cher, D.*; Raabe, R.*; Jungclaus, A.*; Pain, S. D.*; Bildstein, V.*; Chapman, R.*; De Angelis, G.*; Johansen, J. G.*; Van Duppen, P.*; et al.

Physics Letters B, 740, p.298 - 302, 2015/01

https://doi.org/10.1016/j.physletb.2014.12.006
 被引用回数：29 パーセンタイル：85.36(Astronomy & Astrophysics)

Single-neutron states in $$^{79}$$Zn have been populated using the reaction $$^{78}$$Zn(d,p) at REX-Isolde, CERN. The analysis reveals that the lowest excited states in $$^{79}$$Zn lie at approximately 1 MeV, and involve neutron orbits above the N=50 shell gap. A 5/2$$^{+}$$ configuration was assigned to the 983-keV state. Comparison with large-scale shell model calculations supports a robust neutron N=50 shell closure for $$^{78}$$Ni. These data constitute an important step towards the understanding the magicity of $$^{78}$$Ni and the structure of nuclei in the region.

論文

Study of the deformation-driving $$nu$$d$$_{5/2}$$ orbital in $$_{28}^{67}$$Ni$$_{39}$$ using one-neutron transfer reactions

Diriken, J.*; Patronis, N.*; Andreyev, A. N.*; Antalic, S.*; Bildstein, V.*; Blazhev, A.*; Darby, I. G.*; De Witte, H.*; Eberth, J.*; Elseviers, J.*; et al.

Physics Letters B, 736, p.533 - 538, 2014/09

https://doi.org/10.1016/j.physletb.2014.08.004
 被引用回数：18 パーセンタイル：74.61(Astronomy & Astrophysics)

The neutron orbits $$g_{9/2}$$, d$$_{5/2}$$ and s$$_{1/2}$$ are assumed to be responsible for the swift onset of collectivity observed in the region below $$^{68}$$Ni. In order to gather information on the single-particle energies and spectroscopic factors of these orbitals, single-particle states in the nucleus $$^{67}$$Ni were populated using the reaction $$^{66}$$Ni(d,p), in inverse kinematics, at REX-ISOLDE, CERN. The new isotope was studied using combined particle-$$gamma$$ spectroscopy. Comparison with DWBA calculations, permitted the identification of positive parity states with a substantial amount of $$nu$$d$$_{9/2}$$ (1007 keV) and $$nu$$d$$_{5/2}$$ (2207 and 3277 keV) single-particle strength. Comparisons with extended Shell-Model calculations was also performed to confirm the single-particle nature of these states, and to deduce general properties around $$^{68}$$Ni.

論文

Relativistic effects in scattering of polarized electrons

Sushkov, O. P.*; Milstein, A. I.*; 森 道康; 前川 禎通

EPL; A Letters Journal Exploring the Frontiers of Physics, 103(4), p.47003_1 - 47003_6, 2013/08

https://doi.org/10.1209/0295-5075/103/47003
 被引用回数：8 パーセンタイル：50.72(Physics, Multidisciplinary)

The right-left asymmetry (skew scattering) and the side jump effect are manifestations of the spin-orbit interaction in scattering of polarized electrons. While the side jump effect is less known than the right-left asymmetry, the effect is of conceptual importance for generic spin-orbital physics, and the effect is widely discussed in spintronics. We reexamine the side jump effect accounting for the exact nonperturbative electron wave function inside the atom/impurity/host atomic core. We find that the size of the effect is much smaller than estimates accepted in the literature. The reduction factor is 1/$$Z$$$$^{2}$$, where $$Z$$ is the nuclear charge. This implies that the side jump effect is practically irrelevant, the skew scattering and/or the intrinsic mechanism always dominate the transverse deflection of the electron beam and hence dominate the anomalous Hall and spin Hall effects.

論文

From a single-band metal to a high-temperature superconductor via two thermal phase transitions

He, R.-H.*; 橋本 真*; Karapetyan, H.*; Koralek, J. D.*; Hinton, J. P.*; Testaud, J. P.*; Nathan, V.*; 吉田 良行*; Yao, H.*; 田中 清尚*; et al.

Science, 331(6024), p.1579 - 1583, 2011/03

https://doi.org/10.1126/science.1198415
 被引用回数：276 パーセンタイル：98.66(Multidisciplinary Sciences)

高温超伝導体における擬ギャップ相の性質は凝縮系物理学における主な未解決問題である。われわれは同一の最適ドープのBi2201試料を用いて温度$$T^*$$における擬ギャップ状態の始まりを三つの異なる手段(角度分解光電子分光,極カー効果,時間分解反射率)で調べた。温度$$T^*$$から突然開始する、粒子-ホール非対称アンチノードギャップ,カー回転,超速緩和ダイナミクスが一致することを観測したが、それは相転移とコンシステントである。さらに温度を冷やすことで超伝導の兆候がTcに近づくにつれて成長し始め、エネルギー-運動量に依存した形で既に存在している擬ギャップの特徴と絡まり、共存する秩序の基底状態を先導する。

口頭

外因性スピンホール効果におけるサイドジャンプ機構の核電荷依存性

森 道康; 前川 禎通; Sushkov, O. P.*; Milstein, A.*

no journal, , 

スピンホール効果の起源には、内因性機構と外因性機構とがある。そして、外因性機構には、スピン軌道相互作用が群速度の垂直成分を与える異常速度によるサイドジャンプ機構と、非対称散乱に由来するスキュー機構とが知られている。本研究では、外因性スピンホール効果に対する二つの機構に関して、スピン軌道相互作用の核電荷依存性を考察する。そして、スキュー機構がサイドジャンプ機構を凌駕する可能性を議論する。

口頭

Low-energy states in $$^{79}$$Zn and the structure of $$^{78}$$Ni

Orlandi, R.; M$"u$cher, D.*; Raabe, R.*; Jungclaus, A.*; Pain, S. D.*; Bildstein, V.*; Chapman, R.*; De Angelis, G.*; Johansen, J. G.*; Van Duppen, P.*; et al.

no journal, , 

Single-neutron states in the $$N$$ = 49 isotope $$^{79}$$Zn were populated in the $$^{78}$$Zn(d,p)$$^{79}$$Zn transfer reaction at REX-ISOLDE, CERN. The combined detection of protons ejected in the reaction and of $$gamma$$ rays emitted by $$^{79}$$Zn permitted the identification of the lowest-lying 5/2$$^+$$ and 1/2$$^+$$ excited states. The analysis of proton angular distributions links these states to a significant amount of single-particle strength around 1 MeV, and specifically to the $$nu$$d$$_{5/2}$$ and $$nu$$s$$_{1/2}$$ neutron orbits, which lie above the $$N$$ = 50 neutron shell gap. Comparison with large-scale-shell-model calculations supports a robust $$N$$ = 50 shell-closure for $$^{78}$$Ni. These data constitute a considerable step towards the understanding of the magicity of $$^{78}$$Ni and of the structure of isotopes in the region.

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