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論文

Photoneutron emission cross sections for $$^{13}$$C

宇都宮 弘章*; Goriely, S.*; 木村 真明*; 清水 則孝*; 宇都野 穣; Tveten, G. M.*; Renstr${o}$m, T.*; 有泉 高志*; 宮本 修治*

Physical Review C, 109(1), p.014617_1 - 014617_7, 2024/01

https://doi.org/10.1103/PhysRevC.109.014617

ニュースバルのレーザー逆コンプトン散乱光を使って、$$^{13}$$Cの光中性子放出断面積を測定した。これまで実験的な不定性が大きかった、巨大共鳴の裾にあたるエネルギー領域にピーク構造があることを確認した。その結果を大規模殻模型計算、反対称化分子動力学計算と比較し、このピーク構造を含む、光核反応断面積をよく再現することがわかった。

論文

PANDORA Project for the study of photonuclear reactions below $$A=60$$

民井 淳*; Pellegri, L.*; S$"o$derstr$"o$m, P.-A.*; Allard, D.*; Goriely, S.*; 稲倉 恒法*; Khan, E.*; 木戸 英治*; 木村 真明*; Litvinova, E.*; et al.

European Physical Journal A, 59(9), p.208_1 - 208_21, 2023/09

https://doi.org/10.1140/epja/s10050-023-01081-w
 被引用回数：1 パーセンタイル：0.02(Physics, Nuclear)

光核反応は原子核構造の観点からも応用の観点からも重要であるにも関わらず、その反応断面積は未だに不定性が大きい。近年、超高エネルギー宇宙線の起源を探るために、鉄よりも軽い原子核の光核反応断面積を正確に知る必要が指摘されている。この状況を打破するため、原子核物理の実験、理論、宇宙物理の共同研究となるPANDORAプロジェクトが始まった。本論文はその計画の概要をまとめたものである。原子核実験ではRCNP、iThembaによる仮想光子実験とELI-NPによる実光子実験などが計画されている。原子核理論では、乱雑位相近似計算、相対論的平均場理論、反対称化分子動力学、大規模殻模型計算などが計画されている。これらで得られた信頼性の高い光核反応データベースと宇宙線伝搬コードを組み合わせ、超高エネルギー宇宙線の起源の解明に挑む。

論文

IAEA Photonuclear Data Library 2019

河野 俊彦*; Cho, Y. S.*; Dimitriou, P.*; Filipescu, D.*; 岩本 信之; Plujko, V.*; Tao, X.*; 宇都宮 弘章*; Varlamov, V.*; Xu, R.*; et al.

Nuclear Data Sheets, 163, p.109 - 162, 2020/01

https://doi.org/10.1016/j.nds.2019.12.002
 被引用回数：80 パーセンタイル：99.62(Physics, Nuclear)

We report our coordinated efforts to address these data needs such as radiation shielding design and radiation transport analyses, and present the results of the new evaluations of more than 200 nuclides included in the new updated IAEA Photonuclear Data Library, where the photon energy goes up to 200 MeV. We discuss the new assessment method and make recommendations to the user community in cases where the experimental data are discrepant and the assessments disagree. In addition, in the absence of experimental data, we present model predictions for photon-induced reaction cross section on nuclides of potential interest to medical radioisotope production.

論文

Reference database for photon strength functions

Goriely, S.*; Dimitriou, P.*; Wiedeking, M.*; Belgya, T.*; Firestone, R.*; Kopecky, J.*; Krti$v{c}$ka, M.*; Plujko, V.*; Schwengner, R.*; Siem, S.*; et al.

European Physical Journal A, 55(10), p.172_1 - 172_52, 2019/10

https://doi.org/10.1140/epja/i2019-12840-1
 被引用回数：64 パーセンタイル：92.18(Physics, Nuclear)

We report on a coordinated and systematic effort to compile and assess all the existing experimental data on photon strength functions extracted from photoabsorption cross sections in the region of the Giant Dipole Resonance and from neutron-, photon- and charged-particle-induced reactions at energies around or below the neutron separation energy. We also present global empirical and microscopic models that describe the photon strength function in the entire photon energy region and reproduce reasonably well most of the existing experimental data. Finally, we recommend photon strength functions for use in basic sciences and applications. The compilation of experimental photon strengths as well as the recommended model calculations are readily available to the user community from a dedicated database hosted at the IAEA.

論文

3rd RCM on Updating the Photonuclear Data Library and Generating a Reference Database for Photon Strength Functions

宇都宮 弘章*; 岩本 信之; 河野 俊彦*

核データニュース(インターネット), (122), p.26 - 32, 2019/02

http://www.aesj.or.jp/~ndd/ndnews/pdf122/No122-06.pdf

国際原子力機関(IAEA)の主催による「光核データライブラリの更新と光子強度関数の参照データベース開発」プロジェクトに関する第3回研究調整会合が、オーストリア・ウィーンにあるIAEA本部にて、平成30年12月17日から21日の5日間に亘って開催された。本プロジェクトにおいて、議論された研究概要などについて報告する。

論文

Developing reliable reaction gamma-ray data

Dimitriou, P.*; Belgya, T.*; Cho, Y.-S.*; Filipescu, D.*; Firestone, R.*; Goriely, S.*; 岩本 信之; 河野 俊彦*; Kopecky, J.*; Krticka, M.*; et al.

EPJ Web of Conferences, 178, p.06005_1 - 06005_3, 2018/05

https://doi.org/10.1051/epjconf/201817806005
 被引用回数：2 パーセンタイル：74.98(Optics)

測定や既存のデータ評価・編集、また基礎科学や応用への利用に向けた巨大双極子共鳴パラメータ等のテーブル作成を基にした光核反応断面積や光子強度関数の開発について報告する。

論文

Measurement of the $$^{77}$$Se($$gamma$$, n) cross section and uncertainty evaluation of the $$^{79}$$Se(n, $$gamma$$) cross section

北谷 文人; 原田 秀郎; 後神 進史*; 岩本 信之; 宇都宮 弘章*; 秋宗 秀俊*; 豊川 弘之*; 山田 家和勝*; 井頭 政之*

Journal of Nuclear Science and Technology, 53(4), p.475 - 485, 2016/04

https://doi.org/10.1080/00223131.2015.1056760
 被引用回数：5 パーセンタイル：43.41(Nuclear Science & Technology)

We precisely measured the ($$gamma$$, n) cross section for $$^{77}$$Se by developing a spectroscopic method utilizing Laser Compton-Scattering $$gamma$$-rays. Moreover, the $$^{79}$$Se(n, $$gamma$$) $$^{80}$$Se cross section was deduced using the statistical model calculation code CCONE with $$gamma$$-ray strength functions adjusted to reproduce the ($$gamma$$, n) cross sections for $$^{77}$$Se and the even Se isotopes $$^{76}$$Se, $$^{78}$$Se and $$^{80}$$Se. The reliability of the $$^{79}$$Se(n, $$gamma$$) $$^{80}$$Se cross section calculated by CCONE with the adjusted $$gamma$$-ray strength function was evaluated by comparing available experimental (n, $$gamma$$) cross sections for stable $$^{76, 77}$$Se isotopes and those calculated by CCONE with the adjusted $$gamma$$-ray strength function. The result provides fundamental data for the study of nuclear transmutation for the long-lived fission product of $$^{79}$$Se.

論文

Cross section measurement for photo nuclear reaction using laser Compton-scattering $$gamma$$-ray

北谷 文人; 原田 秀郎; 後神 進史*; 宇都宮 弘章*; 秋宗 秀俊*; 豊川 弘之*; 山田 家和勝*

JAEA-Conf 2014-002, p.57 - 62, 2015/02

https://doi.org/10.11484/jaea-conf-2014-002

Accurate measurement method of photonuclear cross sections has been developed by utilizing Laser Compton-Scattering $$gamma$$-ray (LCS $$gamma$$-ray) source supplied at the National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST). In this paper, developed methodology is described and some obtained results are shown on the photonuclear cross section of Se isotopes.

論文

Partial photoneutron cross sections for $$^{207,208}$$Pb

近藤 壮雄*; 宇都宮 弘章*; Goriely, S.*; 岩本 ちひろ*; 秋宗 秀俊*; 山形 民穂*; 豊川 弘之*; 原田 秀郎; 北谷 文人; Lui, Y.-W.*; et al.

Nuclear Data Sheets, 119, p.310 - 313, 2014/05

https://doi.org/10.1016/j.nds.2014.08.085
 被引用回数：2 パーセンタイル：19.23(Physics, Nuclear)

Using linearly-polarized laser-Compton scattering $$gamma$$-rays, partial E1 and M1 photoneutron cross sections along with total cross sections were determined for $$^{207,208}$$Pb at four energies near threshold by measuring anisotropies in photoneutron emission. Separately, total photoneutron cross sections were measured for $$^{207,208}$$Pb with a high-efficiency 4$$pi$$ neutron detector. The partial cross section measurement provides direct evidence for the presence of pygmy dipole resonance (PDR) in $$^{207,208}$$Pb near the neutron threshold. The strength of PDR amounts to 0.32% - 0.42% of the Thomas-Reiche-Kuhn sum rule. Several $$mu$$$$_N^{2}$$ units of B(M1)$$uparrow$$ strength were observed in $$^{207,208}$$Pb just above neutron threshold, which correspond to M1 cross sections less than 10% of the total photoneutron cross sections.

論文

Photoneutron cross sections for Mo isotopes; A Step toward a unified understanding of($$gamma$$,n) and (n,$$gamma$$)reactions

宇都宮 弘章*; Goriely, S.*; 近藤 壮雄*; 岩本 ちひろ*; 秋宗 秀俊*; 山県 民穂*; 豊川 弘之*; 原田 秀郎; 北谷 文人; Lui, Y.-W.*; et al.

Physical Review C, 88(1), p.015805_1 - 015805_6, 2013/07

https://doi.org/10.1103/PhysRevC.88.015805
 被引用回数：76 パーセンタイル：96.61(Physics, Nuclear)

Photoneutron cross sections were measured for $$^{94}$$Mo,$$^{95}$$Mo,$$^{96}$$Mo, $$^{97}$$Mo,$$^{98}$$Mo, and $$^{100}$$Mo near the neutron threshold with quasi-monochromatic laser-Compton scattering $$gamma$$-rays. The photoneutron data were analyzed with the Skyrme Hartree-Fock-Bogoliubov (HFB) plus quasiparticle random phase approximation (QRPA) model and the axially-symmetric-deformed Gogny HFB plus QRPA model of E1 $$gamma$$-ray strength. Combining the $$gamma$$-ray strength function constrained by the present photoneutron data with either the nuclear resonance fluorescence data or the updated Oslo data to supplement the data below the neutron threshold, a thorough analysis of the reverse (n,$$gamma$$) cross sections is made whenever measurements are available. The Oslo data and the corresponding uncertainties are updated based on the latest results of the s-wave neutron spacing and the average radiative width determined in particular for $$^{96}$$Mo.

論文

$$gamma$$-ray strength function method; A Way from photoneutron emission to radiative neutron capture

宇都宮 弘章*; 秋宗 秀俊*; 山県 民穂*; 岩本 ちひろ*; Goriely, S.*; Daoutidis, I.*; 豊川 弘之*; 原田 秀郎; 北谷 文人; 岩本 信之; et al.

Proceedings of 14th International Symposium on Capture $$gamma$$-Ray Spectroscopy and Related Topics, p.505 - 514, 2013/05

Radiative neutron capture cross section are of direct relevance for the synthesis of heavy elements referred to as the s-process and the r-process in nuclear astrophysics and constitute basic data in the field of nuclear engineering. The surrogate reaction technique is in active use to indirectly determine radiative neutron capture cross sections for unstable nuclei. We have devised an indirect method alternative to the surrogate reaction technique on the basis of the $$gamma$$-ray strength function ($$gamma$$-SF), a nuclear statistical quantity that interconnects photoneutron emission and radiative neutron capture in Hauser-Feshbach model calculation. The primary strength of the $$gamma$$-SF is low-energy E1 strength in the tail of GDR. We outline the $$gamma$$-SF method and show application of the method to Zr, Pd and Sn isotopes. In the application of the $$gamma$$-SF method, it is important to use $$gamma$$-SF, which incorporates extra strengths of PDR and/or M1 resonance emerging around neutron threshold.

論文

Total and partial photoneutron cross sections for Pb isotopes

近藤 壮雄*; 宇都宮 弘章*; Goriely, S.*; Daoutidis, I.*; 岩本 ちひろ*; 秋宗 秀俊*; 岡本 明之*; 山県 民穂*; 鎌田 正輝*; 伊藤 修*; et al.

Physical Review C, 86(1), p.014316_1 - 014316_7, 2012/07

https://doi.org/10.1103/PhysRevC.86.014316
 被引用回数：39 パーセンタイル：86.89(Physics, Nuclear)

レーザ逆コンプトン$$gamma$$線と高検出効率4$$pi$$型中性子検出器を用いて、$$^{206,207,208}$$Pbの中性子閾値近傍における全光核反応断面積を測定した。また、直線偏光させた$$gamma$$線と中性子放出角の非等方性を測定することにより、$$^{207,208}$$Pbに対する$$E$$1及び$$M$$1励起による部分光核反応断面積を導出した。この結果、中性子閾値近傍においては$$E$$1励起が支配的であることなど$$gamma$$線強度関数に関する実験的知見を得た。

論文

Determination of the number of pulsed laser-Compton scattering photons

近藤 壮雄*; 宇都宮 弘章*; 秋宗 秀俊*; 山県 民穂*; 岡本 明之*; 原田 秀郎; 北谷 文人; 嶋 達志*; 堀川 賢*; 宮本 修治*

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 659(1), p.462 - 466, 2011/12

https://doi.org/10.1016/j.nima.2011.08.035
 被引用回数：29 パーセンタイル：89.17(Instruments & Instrumentation)

厚い$$gamma$$線吸収材を透過した後に多重光子数のポアソン分布が、入射する光子数のポアソン分布から変化する度合いを測定することにより、レーザ逆コンプトン光子数を高精度で計測できる技術を提案した。検証のため、NewSUBARUで発生させた16.7MeVのレーザ逆コンプトン光の波高スペクトルを6"$$times$$5"のNaI(Tl)検出器により測定した。鉛板の厚さは、$$gamma$$線透過率が75.8, 50.9, 25.9%となる3種類とした。また、鉛板がない場合のスペクトルも測定した。この結果、本手法により、3.5%の精度で入射光子数を決定できることを示した。

論文

Photoneutron cross sections for $$^{118-124}$$Sn and the $$gamma$$-ray strength function method

宇都宮 弘章*; Goriely, S.*; 鎌田 正輝*; 秋宗 秀俊*; 近藤 壮雄*; 伊藤 修*; 岩本 ちひろ*; 山県 民穂*; 豊川 弘之*; Lui, Y.-W.*; et al.

Physical Review C, 84(5), p.055805_1 - 055805_6, 2011/11

https://doi.org/10.1103/PhysRevC.84.055805
 被引用回数：44 パーセンタイル：89.8(Physics, Nuclear)

$$^{118}$$Sn, $$^{119}$$Sn, $$^{120}$$Sn, $$^{122}$$Sn、及び$$^{124}$$Snに対し、中性子閾値近傍の光核反応断面積を準単色レーザ逆コンプトン光を用いて測定した。得られた測定データと既存の中性子捕獲データを、ピグミー共鳴を電磁双極子励起モードに組み込んだ計算コードにより系統的に解析した。本手法、いわゆる、$$gamma$$線強度関数法を適用することにより、放射性核種$$^{121}$$Sn及び$$^{123}$$Snの中性子捕獲断面積を導出した。

論文

The $$gamma$$SF method

宇都宮 弘章*; Goriely, S.*; 秋宗 秀俊*; 山形 民穂*; 近藤 壮雄*; 岩本 ちひろ*; 岡本 明之*; 原田 秀郎; 北谷 文人; 後神 進史*; et al.

AIP Conference Proceedings 1377, p.255 - 259, 2011/10

https://doi.org/10.1063/1.3628388
 被引用回数：0 パーセンタイル：0.05(Astronomy & Astrophysics)

The $$gamma$$-ray strength function ($$gamma$$SF) interconnects radiative neutron capture and photoneutron emission as a common ingredient in the statistical model. Outlined here is an indirect method of determining radiative neutron-capture cross sections for unstable nuclei based on the $$gamma$$-ray strength function. Application examples of the $$gamma$$SF method are demonstrated.

論文

Photoneutron cross sections for Au

伊藤 修*; 宇都宮 弘章*; 秋宗 秀俊*; 山形 民穂*; 近藤 壮雄*; 鎌田 正輝*; 豊川 弘之*; 原田 秀郎; 北谷 文人; 後神 進史*; et al.

AIP Conference Proceedings 1377, p.362 - 364, 2011/10

https://doi.org/10.1063/1.3628413
 被引用回数：0 パーセンタイル：0.05(Astronomy & Astrophysics)

Photoneutron cross sections were measured for Au in the entire energy range of the ($$gamma$$,n) channel based on a direct neutron-counting technique with quasimonochromatic $$gamma$$ rays produced in inverse Compton-scattering of laser photons with relativistic electrons. We present results of the measurement in comparison with the past data.

論文

Application of the $$gamma$$SF method to palladium

宇都宮 弘章*; Goriely, S.*; Arteaga, D. P.*; Daoutidis, I.*; 秋宗 秀俊*; 山県 民穂*; 近藤 壮雄*; 岩本 ちひろ*; 鎌田 正輝*; 伊藤 修*; et al.

AIP Conference Proceedings 1377, p.450 - 452, 2011/10

https://doi.org/10.1063/1.3628442
 被引用回数：0 パーセンタイル：0.05(Astronomy & Astrophysics)

Photoneutron cross sections were measured for $$^{108}$$Pd, $$^{106}$$Pd, and $$^{105}$$Pd with laser-Compton scattering $$gamma$$-ray beams in an application of the $$gamma$$SF method to a radioactive nucleus $$^{107}$$Pd. We present radiative neutron cross sections for $$^{107}$$Pd [6.5$$times$$10$$^{6}$$ y] obtained with the $$gamma$$SF method.

論文

Measurement of ($$gamma$$,$$n$$) cross sections of Se isotopes using laser-Compton scattering $$gamma$$-rays

北谷 文人; 原田 秀郎; 後神 進史*; 宇都宮 弘章*; 秋宗 秀俊*; 豊川 弘之*; 山田 家和勝*

Journal of the Korean Physical Society, 59(2), p.1836 - 1839, 2011/08

https://doi.org/10.3938/jkps.59.1836
 被引用回数：2 パーセンタイル：20.16(Physics, Multidisciplinary)

直接測定することが困難である$$^{79}$$Se中性子捕獲反応断面積を見積もるための基礎的なデータとして、逆反応であるSe同位体($$^{80}$$Se, $$^{78}$$Se, $$^{77}$$Se, $$^{76}$$Se)の光核反応断面積についてレーザ逆コンプトン(LCS)$$gamma$$線を用いて系統的に測定した。光核反応断面積は、濃縮されたサンプルにLCS$$gamma$$線を、各々の反応しきい値近くから($$gamma$$,2$$n$$)反応が始まる前の16MeV近辺のエネルギーまで変化させ入射し、発生する中性子を測定することにより導出した。入射LCS$$gamma$$線のエネルギー分布は、高エネルギー・高分解能光スペクトロメータにより測定し、発生する中性子は、4$$pi$$-$$^{3}$$He検出器により測定する。得られたデータから入射LCS$$gamma$$線のエネルギー分布を用いた補正を行い4%から13%の誤差でSe同位体の光核反応断面積を導出した。

論文

The "Study on nuclear data by using a high intensity pulsed neutron source for advanced nuclear system" nuclear data project and the characteristics of the neutron beam line for the capture cross section experiments at J-PARC

鬼柳 善明*; 木野 幸一*; 古坂 道弘*; 平賀 富士夫*; 加美山 隆*; 加藤 幾芳*; 井頭 政之*; 片渕 竜也*; 水本 元治*; 大島 真澄; et al.

Journal of the Korean Physical Society, 59(2), p.1781 - 1784, 2011/08

https://doi.org/10.3938/jkps.59.1781
 被引用回数：13 パーセンタイル：62.2(Physics, Multidisciplinary)

革新炉システムの開発に資するための包括的な核データ研究のプロジェクトが、2005年から2009年にわたり8つの機関により成功裏に実行された。このプロジェクトにおいて、長寿命核分裂生成物とマイナーアクチニドの中性子捕獲断面積を精密に得ることを目的として、パルス中性子ビームラインが建設された。ビームのエネルギースペクトル,空間分布,パルスが、測定とシミュレーション計算により調べられ、それらはビームラインの設計によるものと一致することがわかった。この論文でわれわれは、本プロジェクトの概要と本ビームラインにより供給される中性子ビームの特性を述べる。

論文

The $$gamma$$SF method; Determination of radiative neutron-capture cross section for unstable nuclei

宇都宮 弘章*; Goriely, S.*; 秋宗 秀俊*; 原田 秀郎; 北谷 文人; 後神 進史*; 豊川 弘之*; 山田 家和勝*; Lui, Y.-W.*

Journal of the Korean Physical Society, 59(2), p.1713 - 1716, 2011/08

https://doi.org/10.3938/jkps.59.1713
 被引用回数：2 パーセンタイル：20.16(Physics, Multidisciplinary)

An indirect method of determining radiative neutron-capture cross sections for unstable nuclei which we refer to as the $$gamma$$-ray strength function ($$gamma$$SF) method is outlined and applied to Zr and Sn isotopes. Photoneutron cross sections for $$^{91,92,94,96}$$Zr and $$^{117,116}$$Sn near neutron threshold show the presence of extra $$gamma$$-ray strengths known as giant M1 and pygmy E1 resonances on top of the low-energy $$gamma$$SF of GDR. Based on the $$gamma$$SF method, we present ($$n$$,$$gamma$$) cross sections for two radioactive nuclei, a long-lived fission product, $$^{93}$$Zr with T$$_{1/2}$$=1.5$$times$$10$$^{6}$$ y and an s-process branching point nucleus, $$^{95}$$Zr with T$$_{1/2}$$=64.0 d.

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