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電磁遷移確率の厳密解とFPアイソマー準位遷移確率に関する研究

Exact solution of electric transitions and production probability of isomer state of FP

和田 浩明

Wada, Hiroaki

本報告は、博士研究員として平成9年10月から平成12年3月までに行なった研究内容をまとめたものである。本報告は、大きく2つの内容に分かれている。すなわち、1つは、高エネルギー光による電磁遷移過程の遷移率の厳密解を求める研究である。2つめの研究は、137Cs(n,$$gamma$$)138Cs熱中性子吸収反応で138Csのアイソマー(138mCs)が生成される確率の測定である。1)最近の高エネルギービーム技術の発展により、高エネルギー光の研究に対する関心が高まっている。本研究では、高エネルギー光に対する電気的遷移(El遷移)厳密なものを使い、原子核の波動関数として調和振動子型波動関数を使った。2)放射性核種137Csの熱中性子吸収断面積を高精度化するため、137Cs(n,$$gamma$$)138Cs反応で138mCsが生成される確率を測定し、138mCs生成の寄与を含む断面積を求めた。138gCsと138mCsの両方の崩壊から放射される1436KeV$$gamma$$線の時間変化から、138gCsと138mCsが熱中性子吸収反応で生成される割合を求めた。その結果、138mCsが生成される確率は0.75+-0.18となった。この場合、138mCs生成が熱中性子吸収断面積に与える寄与はこれまでの実験値を9+-2%上方修正させ、熱中性子吸収断面積として$$sigma$$0=0.27+-0.03bが得られた。

This report describes the study done within the period of time when I was postdoctoral research worker at Japan Nuclear Cycle Development Institute. The report includes two parts as follows. (1)Exact Solution of Electric Transitions for High Energy photons. Technologies for creating high-energy $$gamma$$ beams have been rapidly developed. These advancements make the research using high-energy $$gamma$$-rays more important. The electric transition rates for high-energy $$gamma$$-rays were formulated. The electric multipole fields were treated strictly in the process of calculating the electric transition rates and the nuclear states were taken as the harmonic oscillator wave functions. (2)Production of the isomeric state of $$^{138}$$Cs in the thermal neutron capture reaction $$^{137}$$Cs(n, $$gamma$$)$$^{138}$$Cs. In order to obtain precise data of the neutron capture cross section of the reaction $$^{137}$$Cs(n, $$gamma$$)$$^{138}$$Cs, the production probability of isomer state $$^{138m}$$Cs was measured in this work. The 1436keV $$gamma$$-ray emitted from both of $$^{138g}$$Cs and $$^{138m}$$Cs was measured. A production ratio of $$^{138m}$$Cs to ($$^{138g}$$Cs and $$^{138m}$$Cs) was deduced from time dependence of peak counts of 1436keV $$gamma$$-ray. THe probability of the production of $$^{138m}$$CS was obtained as 0.75$$pm$$0.18 and this value revised the effective cross section upwards 9$$pm$$2%. The effective cross section $$sigma$$ and the thermal neutron capture cross section $$sigma$$$$_{o}$$ were obtained as $$sigma$$=0.29$$pm$$0.02 b and $$sigma$$$$_{o}$$=0.27$$pm$$0.03 b with taking into account the production of $$^{138m}$$Cs.

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