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Neutron capture cross section and capture $$gamma$$-ray spectra of $$^{138}$$Ba in the keV-neutron energy region

keV中性子エネルギー領域における$$^{138}$$Baの中性子捕獲断面積と捕獲$$gamma$$線スペクトル

片渕 竜也*; 柳田 祥太郎*; 寺田 和司; 岩本 信之; 井頭 政之*

Katabuchi, Tatsuya*; Yanagida, Shotaro*; Terada, Kazushi; Iwamoto, Nobuyuki; Igashira, Masayuki*

中性子魔法数をもつ$$^{138}$$Baの中性子捕獲断面積はバリウムの安定同位体においては最も小さいので、その断面積は宇宙での元素合成において非常に興味が持たれている。$$^{138}$$Baの捕獲反応において宇宙での元素合成に係るエネルギー範囲は分離共鳴領域に対応しているため、信頼できる断面積を得るためには測定が必要となる。本研究では東京工業大学において飛行時間法により15から100keV中性子エネルギー領域における$$^{138}$$Baの中性子捕獲断面積を測定した。入射中性子はパルス化陽子ビームによる$$^{7}$$Li(p,n)反応によって作られた。捕獲断面積は波高スペクトルから波高重み法により導出し、得られた結果を以前の測定データ及び評価済データと比較した。また、波高スペクトルをアンフォールディングすることにより捕獲$$gamma$$線スペクトルを導出し、その$$gamma$$線スペクトルの形状が中性子エネルギーに強く依存していることを明らかにした。

$$^{138}$$Ba has the smallest neutron capture cross section among the stable Ba isotopes. The neutron capture reaction of $$^{138}$$Ba is dominated by resolved resonances in the astrophysically relevant energy region. Thus, reliable experimental data of the capture cross section are necessary. In the present work, we measured the neutron capture cross section of $$^{138}$$Ba in the energy region from 15 to 100 keV by the time-of-flight method at the Tokyo Institute of Technology. The capture cross sections were obtained from the pulse height spectra by the pulse-height weighting technique. A comparison of the present results with previous experimental data and evaluated data was made. We also derived $$gamma$$-ray spectra by unfolding the pulse height spectra. It was revealed that the shape of $$gamma$$-ray spectra strongly depends on neutron energy.

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