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Photonuclear reaction cross section of $$^{152}$$Sm

$$^{152}$$Smの光核反応断面積

原 かおる; 原田 秀郎   ; 北谷 文人  ; 後神 進史*; 芳原 新也*; 海堀 岳史*; 牧永 あや乃*; 宇都宮 弘章*; 豊川 弘之*; 山田 家和勝*; 渡辺 幸信*

Hara, Kaoru; Harada, Hideo; Kitatani, Fumito; Goko, Shinji*; Hohara, Shinya*; Kaihori, Takeshi*; Makinaga, Ayano*; Utsunomiya, Hiroaki*; Toyokawa, Hiroyuki*; Yamada, Kawakatsu*; Watanabe, Yukinobu*

高レベル放射性廃棄物中に含まれる長寿命核分裂生成核種$$^{151}$$Sm (半減期t$$_{1/2}$$=90年)の中性子捕獲断面積は核変換のための基礎データの1つである。また、$$^{151}$$Sm核は恒星内で中性子捕獲反応によって進行する元素合成(s過程)の分岐核であり、その中性子捕獲断面積は星の環境下での温度や中性子密度を見積もる際の重要な基礎データである。keVからMeVエネルギー領域において、$$^{151}$$Smの中性子捕獲断面積を評価するため、逆反応を利用し、安定核種$$^{152}$$Smの光核反応の測定を行った。データ解析では、2つの解析法を用いて光核反応断面積を求めた。本研究発表では、光核反応断面積の実験データと原子核反応コードTALYSの計算結果との比較を行う。また、光核反応断面積のデータを、統計モデル計算に対する制約条件として用い、$$^{151}$$Smの中性子捕獲断面積のTALYSによる計算結果を示す。

Neutron capture cross sections of the unstable nuclei $$^{151}$$Sm (t$$_{1/2}$$=90yr) are the fundamental data for the nuclear transmutation, since the $$^{151}$$Sm is one of radioactive fission products in the nuclear waste. On the other hand, the branching point nucleus $$^{151}$$Sm is important for characterizing the slow neutron capture process (s-process) nucleosynthesis in the AGB stars. The cross sections of the inverse $$^{152}$$Sm($$gamma$$,n)$$^{151}$$Sm reaction were measured with the laser-Compton scattering (LCS) $$gamma$$ rays at 8.3-12.4 MeV. Quasi-monochromatic beams of LCS photons irradiated an enriched $$^{152}$$Sm$$_2$$O$$_3$$ sample. The emitted neutrons were detected with a 4$$pi$$ neutron detector consisting of 20 $$^{3}$$He proportional counters embedded in a polyethylene moderator. The $$^{197}$$Au($$gamma$$,n) reaction cross sections were also measured as a standard. In the data analysis, the ($$gamma$$,n) cross sections are deduced with two methods. The present data for $$^{152}$$Sm and $$^{197}$$Au are compared with the previous data compiled in the IAEA document and the calculation with a nuclear reaction code TALYS. The neutron capture cross sections for $$^{151}$$Sm in the keV-MeV energy range are evaluated with the present photonuclear data for $$^{152}$$Sm as constraint in the statistical model calculations.

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