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論文

$$alpha$$-decay properties of $$^{200,202}$$Fr

Ghys, L.*; Andreyev, A. N.; Huyse, M.*; Van Duppen, P.*; Antalic, S.*; Barzakh, A.*; Capponi, L.*; Cocolios, T. E.*; Cubiss, J.*; Derkx, X.*; et al.

Physical Review C, 100(5), p.054310_1 - 054310_13, 2019/11

https://doi.org/10.1103/PhysRevC.100.054310
 被引用回数：13 パーセンタイル：76.6(Physics, Nuclear)

The aim of this work was to investigate the $$alpha$$-decay properties of $$^{200,202}$$Fr and daughter products. Neutron-deficient francium nuclei are produced at ISOLDE-CERN bombarding a UCx target with 1.4 GeV protons. Due to the very high statistics and the high beam purity, improved decay data for $$^{202}$$Fr and its daughters were obtained. The observation of crossover transitions positioned the isomeric high-spin level of $$^{198}$$At at an excitation energy of 265(3) keV. Half-life values of 4.47(5) s and 1.28(10) s were extracted for the ground state and isomeric state of $$^{198}$$At and 52(3) ms for the ground-state decay of $$^{200}$$Fr.

論文

重元素・超重元素の科学(原子核物理); 超重核の殻構造を実験的に探る

浅井 雅人

Radioisotopes, 67(6), p.291 - 298, 2018/06

https://doi.org/10.3769/radioisotopes.67.291

超重核の存在限界や安定性は原子核の殻構造に本質的に依存する。理論的には陽子数114$$sim$$126、中性子数172$$sim$$184の領域に球形で安定な二重閉殻構造を持つ超重核の存在が予想されているが、その閉殻の位置や強さは理論によって大きく異なり、確立されているとは言い難い。一方で、最近の実験技術の進歩により超重核の殻構造に関する実験データが少しずつ蓄積されており、半減期や質量などの安定性に関する情報だけでなく、核分光学的手法により超重核の基底状態や励起準位の構造を直接的に明らかにしようとする試みも行われつつある。本稿では、それら超重核の殻構造に関する実験的研究の現状を紹介する。

論文

Detailed $$alpha$$-decay study of $$^{180}$$Tl

Andel, B.*; Andreyev, A. N.; Antalic, S.*; Barzakh, A.*; Bree, N.*; Cocolios, T. E.*; Comas, V. F.*; Diriken, J.*; Elseviers, J.*; Fedorov, D. V.*; et al.

Physical Review C, 96(5), p.054327_1 - 054327_11, 2017/12

https://doi.org/10.1103/PhysRevC.96.054327
 被引用回数：3 パーセンタイル：27.26(Physics, Nuclear)

A detailed $$alpha$$-decay spectroscopy study of $$^{180}$$Tl has been performed at ISOLDE (CERN). Z-selective ionization by the Resonance Ionization Laser Ion Source (RILIS) coupled to mass separation provided a high-purity beam of $$^{180}$$Tl. Fine-structure $$alpha$$ decays to excited levels in the daughter $$^{176}$$Au were identified and an $$alpha$$-decay scheme of $$^{180}$$Tl was constructed based on an analysis of $$alpha$$-$$gamma$$ and $$alpha$$-$$gamma$$ -$$gamma$$ coincidences. Multipolarities of several $$gamma$$-ray transitions deexciting levels in $$^{176}$$Au were determined. Based on the analysis of reduced $$alpha$$-decay widths, it was found that all $$alpha$$ decays are hindered, which signifies a change of configuration between the parent and all daughter states.

論文

Study of the reaction $$^{48}$$Ca + $$^{248}$$Cm $$rightarrow$$ $$^{296}$$Lv$$^{ast}$$ at RIKEN-GARIS

加治 大哉*; 森田 浩介*; 森本 幸司*; 羽場 宏光*; 浅井 雅人; 藤田 訓裕*; Gan, Z.*; Geissel, H.*; 長谷部 裕雄*; Hofmann, S.*; et al.

Journal of the Physical Society of Japan, 86(3), p.034201_1 - 034201_7, 2017/03

https://doi.org/10.7566/JPSJ.86.034201
 被引用回数：27 パーセンタイル：82.58(Physics, Multidisciplinary)

理化学研究所のガス充填型反跳核分離装置GARISを用いて$$^{48}$$Ca + $$^{248}$$Cm $$rightarrow$$ $$^{296}$$Lv$$^{ast}$$融合反応を調べた。116番元素$$^{292}$$Lv, $$^{293}$$Lvと思われる核反応生成物に起因するアルファ線と自発核分裂の崩壊連鎖が7事象観測された。崩壊連鎖中に観測された原子核の性質は過去の報告値とよく一致したが、1つの崩壊連鎖で一部矛盾が観測された。これは$$^{285}$$Cnの新しい自発核分裂分岐比の存在、あるいは新同位体$$^{294}$$Lv生成の可能性を示唆するものと思われる。

論文

Selected spectroscopic results on element 115 decay chains

Rudolph, D.*; Forsberg, U.*; Golubev, P.*; Sarmiento, L. G.*; Yakushev, A.*; Andersson, L.-L.*; Di Nitto, A.*; D$"u$llmann, Ch. E.*; Gates, J. M.*; Gregorich, K. E.*; et al.

Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, 303(2), p.1185 - 1190, 2015/02

https://doi.org/10.1007/s10967-014-3445-y
 被引用回数：7 パーセンタイル：51.03(Chemistry, Analytical)

115番元素の$$alpha$$崩壊連鎖を30事象観測し、過去に$$^{288}$$115同位体として報告されている$$alpha$$崩壊連鎖と矛盾しないことを見出した。GEANT4モンテカルロシミュレーションにより高分解能$$alpha$$-光子同時計数実験結果の再現を試みた。この解析手法により、超重核のQ$$_{alpha}$$値や励起準位構造を精度よく導出できるようになる。

論文

超重元素はどこまで存在するか; 質量公式からみた重・超重核領域の原子核崩壊

小浦 寛之; 橘 孝博*

日本物理学会誌, 60(9), p.717 - 724, 2005/09

http://ci.nii.ac.jp/naid/110002079435

重・超重核領域の原子核崩壊様式について解説を行う。まず近年の新同位体同定実験の経緯について簡単に述べ、次いで原子核質量公式について説明する。そして原子核が引き起こす崩壊現象を各様式ごとに記述し、われわれの開発した質量公式を用いた理論予測をもとに、重・超重核領域の崩壊様式について議論を展開する。そこでは、自発核分裂が優勢であると予想される未知核種領域の指摘や、超重核の安定性の島の性質、さらに超重核と星のr過程元素合成との関係などについて述べる。最後に、超重核の安定性の島より中性子過剰な核の存在について、その可能性を指摘する。

論文

Half-life of $$^{228}$$Pu and $$alpha$$-decay energy of $$^{228}$$Np

西尾 勝久; 池添 博; 光岡 真一; 佐藤 健一郎; Lin, C. J.

Physical Review C, 68(6), p.064305_1 - 064305_6, 2003/12

https://doi.org/10.1103/PhysRevC.68.064305
 被引用回数：28 パーセンタイル：80.94(Physics, Nuclear)

融合反応$$^{34}$$S+$$^{198}$$Ptを用いて、これまで知られたプルトニウム同位体としてはもっとも軽い$$^{228}$$Puを合成し、この$$alpha$$-崩壊の半減期を初めて測定した。結果は1.1$$^{+2.6}_{-0.5}$$sであった。この値は文献にある上限値としての評価値4msよりはるかに長いものであった。われわれの測定した半減期と$$alpha$$-崩壊エネルギーは、Pu同位体のGeiger-Nuttall法則を満たした。このことは、$$^{228}$$Puの崩壊は$$alpha$$-崩壊が支配的であることを示す。本実験では、$$^{228}$$Npの$$alpha$$-崩壊も初めて測定し、エネルギ7097$$pm$$61keVを得た。$$^{228}$$Pu,$$^{228}$$Np及び$$^{225}$$Uの断面積は、統計モデル計算でよく再現された。

論文

Alpha-decay rates of Yb and Gd in solar-neutrino detectors

藤原 守; 川畑 貴裕*; Mohr, P.*

Journal of Physics G; Nuclear and Particle Physics, 28(4), p.643 - 648, 2002/04

https://doi.org/10.1088/0954-3899/28/4/305
 被引用回数：13 パーセンタイル：58.4(Physics, Nuclear)

太陽ニュートリノ検出器としてYbやGd金属を使用し、20~30トンもの巨大な検出器を作ろうとの計画がある。このような場合に$$alpha$$崩壊がYbやGdから発生するとバックグラウンドとなり測定に支障が発生する。論文では$$^{152}$$Gdが問題となることを指摘し、かつ、$$^{186}$$Ybが極端な長寿命$$alpha$$崩壊核であり、この寿命が測定可能なも知れないことを指摘した。また、希土類アイソトープに対しての$$alpha$$崩壊寿命に対する公式を導出した。

論文

New isotope $$^{233}$$Am

阪間 稔*; 塚田 和明; 浅井 雅人; 市川 進一; 羽場 宏光; 後藤 真一*; 大浦 泰嗣*; 西中 一朗; 永目 諭一郎; 柴田 理尋*; et al.

European Physical Journal A, 9(3), p.303 - 306, 2000/11

https://doi.org/10.1007/s100500070013
 被引用回数：17 パーセンタイル：66.11(Physics, Nuclear)

原研タンデム加速器及びガスジェット結合型オンライン同位体分離装置を用いて、中性子欠損未知アメリシウム同位体$$^{233}$$Amを初めて同定した。$$^{233}$$Amの$$alpha$$崩壊を観測し、半減期3.2$$pm$$0.8分、$$alpha$$線エネルギー6780$$pm$$17keVと決定した。これらの値と$$alpha$$崩壊分岐比から、観測された$$^{233}$$Amの$$alpha$$崩壊は主$$alpha$$遷移であることがわかった。

論文

$$alpha$$ decay of $$^{217}$$Th populating the excited status in $$^{213}$$Ra

西尾 勝久; 池添 博; 光岡 真一; Lu, J.*

Physical Review C, 61(3), p.034309_1 - 034309_4, 2000/03

https://doi.org/10.1103/PhysRevC.61.034309
 被引用回数：18 パーセンタイル：67.89(Physics, Nuclear)

$$^{213}$$Raの2つの励起準位に遷移する$$^{217}$$Thの新しい$$alpha$$崩壊を測定した。$$^{217}$$Thは$$^{28}$$Si+$$^{198}$$Ptの融合反応による25nチャンネルで生成された。$$^{28}$$Siはタンデム加速器で加速され、$$^{217}$$Thは反跳生成核分離装置で分離された。$$^{213}$$Raの2つの低励起準位への遷移割合は2.6$$_{-1.1}^{+1.6}$$%及び5.1$$_{+1.6}^{+2.0}$$%で、第2励起への割合が高かった。$$^{213}$$Raの第2励起準位は834keVと、本研究で初めて決定された。これにより中性子数が125で陽子数が偶数のアイソトーンの第2励起準位(J$$^{pi}$$=$$frac{3}{2}^{-}$$)は、Z=88まで拡張された。これらアイソトーンの2つの励起準位に遷移する親核の$$alpha$$崩壊の遷移割合の系統性は、殻モデルによる$$alpha$$崩壊理論でほぼ良く説明された。このことはこれらアイソトーンの2つの励起準位では、いずれも2f$$frac{5}{2}$$と2f$$frac{5}{2}$$軌道を占有する中性子ホールに基づくものであると考えられた。

論文

Observation of new isomeric state in $$^{217}$$Pa

生田 智彦*; 池添 博; 光岡 真一; 西中 一朗; 塚田 和明; 永目 諭一郎; J.Lu*; 葛巻 剛*

Physical Review C, 57(6), p.2804 - 2807, 1998/06

https://doi.org/10.1103/PhysRevC.57.R2804
 被引用回数：16 パーセンタイル：65.79(Physics, Nuclear)

$$^{28}$$Si+$$^{194}$$Pt反応を使って$$^{217}$$Paの合成実験を行った。実験はタンデム加速器からの163MeV$$^{28}$$Siビームを$$^{194}$$Ptターゲットに照射し、反応生成核を反跳生成核分離装置を使って測定した。$$^{217}$$Paに新しいアイソマー準位を発見した。この準位からの$$alpha$$崩壊の半減期をクラスターモデルを使って計算したところ運動量移行が7となることがわかった。これより、観測された$$alpha$$崩壊は、23/2$$^{-}$$$$rightarrow$$9/2$$^{-}$$の崩壊であると結論した。

報告書

Studies of high-level waste form performance at Japan Atomic Energy Research Institute

馬場 恒孝; 三田村 久吉; 蔵本 賢一; 稲垣 八穂広*; 上薗 裕史

JAERI-Review 98-002, 23 Pages, 1998/02

JAERI-Review-98-002.pdf:1.81MB

処分条件下でのガラス固化体の長期性能評価を目的として、その浸出挙動を変質層の役割、地下水による影響及び酸化還元雰囲気の影響の観点から研究を進めた。その結果、次のことが明らかになった。(1)浸出の過程で表面に形成した変質層内での結晶成長のような反応は、固化体からの元素の浸出がほとんど止まっても進行する。(2)水和したケイ酸変質層は、脱イオン水中よりも還元性の合成地下水中の方でFeを伴って溶解し易い傾向がある。(3)酸化還元両条件ともにPu$$_{2}$$xH$$_{2}$$O(am)の形成がPuの浸出を支配し、還元条件下での主な可溶性化学種はPu(OH)$$_{40}$$である。セラミック固化体に関する研究では、シンロックの構成鉱物の一つであるペロブスカイトの$$alpha$$崩壊損傷を調べ、9$$times$$10$$^{17}$$$$alpha$$/gの蓄積線量で1.3%の密度減少を観察した。また、ペロブスカイトの浸出率は蓄積線量の増加で増える傾向のあることが分かった。さらに、ジルコニア及びアルミナを主成分とするセラミックの結晶学的安定性、化学的耐久性等をCe及びNdを用いて調べた結果、イットリア安定化ジルコニアが目的とする固化体として優れた特性を有することが明らかとなった。

論文

ペロブスカイトの$$alpha$$崩壊損傷

三田村 久吉; 馬場 恒孝; 村岡 進

ニューセラミックス, 9(11), p.23 - 29, 1996/11

https://ci.nii.ac.jp/naid/40004842361

シンロックにおけるアクチノイド母相の一つであるペロブスカイトの$$alpha$$崩壊損傷について、これまでに得られた成果をもとに解説を行った。特に、Cm添加ペロブスカイトで観察された体積膨張とその熱回復及び化学的耐久性の変化についてまとめ、多相が共存するシンロック内でのペロブスカイトの役割とその制約について述べた。

論文

Effects of alpha decay on the properties of actual nuclear waste glass

馬場 恒孝; 松本 征一郎; 村岡 進; 山田 一夫*; 斉藤 誠美*; 石川 博久*; 佐々木 憲明*

Materials Research Society Symposium Proceedings, Vol.353, p.1397 - 1404, 1995/00

ガラス固化体の放射線に対する長期耐久性に関する知見を得るため、動燃-原研共同研究による$$alpha$$加速試験を実施した。東海再処理工場の高レベル放射性廃液を使用して$$^{244}$$Cmを添加したガラス固化体を作製し、$$alpha$$崩壊による影響を加速し、所定の経過年数に相当したガラス固化体の物性評価試験を行った。$$^{244}$$Cm添加実ガラス固化体試料の成分分析から、Cm濃度及びガラス組成はほぼ目標どおりであること、加速年時で約6千年、1万1千年におけるEPMA観察からクラックの発生は見られず、浸出試験結果でもこれまでの類似組成試料について同条件で行ってきた試験結果と著しい差異がないこと、密度では約1万年相当時で約0.5%減少すること等の結果を得た。

論文

Alpha-decay damage of Cm-doped Perovskite

三田村 久吉; 松本 征一郎; 坪井 孝志; E.R.Vance*; B.D.Begg*; K.P.Hart*

Materials Research Society Symposium Proceedings, Vol.353, 0, p.1405 - 1412, 1995/00

Cm-244添加ペロブスカイト試料を1250$$^{circ}$$C,29MPa,2時間のホットプレスにより作製した。作製された試料のCm-244の比放射能は22GBq/gで、$$alpha$$崩壊の線量が増加するにつれて、試料の密度はほぼ直線的に減少し、集積線量が4$$times$$10$$^{17}$$$$alpha$$崩壊/gでは、0.7%の密度減少が観測された。2種の異なる集積線量を持つ試料について、pH2水溶液による90$$^{circ}$$Cでの二ヶ月間の浸出試験を行ったところ、最初の一月間は、Cm浸出率が時間とともに増加する傾向を示したが、その後は、浸出液のpH増加に対応したCm浸出率の減少が見られた。

論文

$$alpha$$-decay damage effects in curium-doped titanate ceramic containing sodium-free high-level nuclear waste

三田村 久吉; 松本 征一郎; M.W.A.Stewart*; 坪井 孝志; 橋本 昌亮*; E.R.Vance*; K.P.Hart*; 冨樫 喜博; 金澤 浩之; C.J.Ball*; et al.

Journal of the American Ceramic Society, 77(9), p.2255 - 2264, 1994/00

https://doi.org/10.1111/j.1151-2916.1994.tb04591.x
 被引用回数：30 パーセンタイル：80.41(Materials Science, Ceramics)

Naを含まない模擬高レベル廃棄物の多相チタン酸セラミック固化体に0.91wt%のCm-244を添加して$$alpha$$崩壊の影響を調べた。1.2$$times$$10$$^{18}$$($$alpha$$崩壊/g)の線量を受けた試料のX線回折結果から、3つの構成主相-ホランダイト、ペロブスカイト、ジルコノライトの単位格子体積がそれぞれ0,2.7,2.6%増加していた。放射線損傷による体積膨張で密度は徐々に減少し、上記の線量を受けた試料の密度減少は1.7%に達した。2$$times$$10$$^{17}$$($$alpha$$崩壊/g)の線量を受けた試料からの浸出率を以前のNaを含んだ試料からの結果と比較したところ、Naを含まない場合にはCsの浸出率が3~8倍低くなった。

論文

III-2,核種の半減期への挑戦; 放射性核種の消滅処理

高橋 博*; 向山 武彦

日本原子力学会誌, 33(9), p.837 - 842, 1991/09

原子力学会誌特集記事「時間軸への挑戦」の一部として学会編集委員会より依頼を受けて執筆したものである。本特集は短い時間を対象とした「瞬間的現象の追求」と「長時間問題への取組み」の2部より成り、本稿は後者を対象としている。高レベル放射性廃棄物処理処分の一方策としての群分離消滅処理の位置付け、核変換による消滅処理の方法、$$alpha$$および$$beta$$崩壊加速の可能性、研究の現状について、概説したものである。

論文

Self-irradiation damage of a curium-doped titanate ceramic containing sodium-rich high-level nuclear waste

三田村 久吉; 松本 征一郎; 宮崎 崇*; White, T. J.*; 額賀 清*; 冨樫 喜博; 佐川 民雄; 田代 晋吾; D.M.Levins*; 菊地 章

Journal of the American Ceramic Society, 73(11), p.3433 - 3441, 1990/11

https://doi.org/10.1111/j.1151-2916.1990.tb06472.x
 被引用回数：10 パーセンタイル：56.03(Materials Science, Ceramics)

ナトリウムの多い模擬高レベル廃棄物を含むシンロックに、0.78wt%の$$^{244}$$CmO$$_{2}$$を添加して$$alpha$$加速試験を行った。出来た試料のオートラジオグラフィから、微細気孔や調製時に加えたチタンの酸化物部を除き、20$$mu$$mの解像度でキュリウム添加が均一に行なわれたことが観察された。試料の構成鉱物相としては、オランダイト、ペロブスカイト、ジルコノライトの主相の他に、フロイデンバーガイトやローベリンガイト相が含まれていた。試料の密度は、$$alpha$$崩壊数の蓄積とともに減少し、5000年の加速年数で1%の減少が見られた。浸出特性については、キュリウムの浸出率が加速年数とともに幾分高くなる傾向を示し、可溶性の元素(Na、Csなど)の浸出率が、2000年の加速年数で増加傾向を示した。

口頭

Zr$$_{0.70}$$Pu$$_{0.25}$$Cm$$_{0.05}$$Nの熱伝導率に対する自己照射損傷の影響

西 剛史; 林 博和; 畠山 祐一; 倉田 正輝

no journal, , 

比較的半減期の短い$$alpha$$崩壊核種を高い濃度で含むMA核変換用燃料は炉内あるいは炉外での保管中に自己照射損傷による熱伝導率の低下が起こることが予想される。そこで、$$alpha$$崩壊の影響を短時間で観測するため、半減期18.1年の$$^{244}$$Cmを5mol%含有したZr$$_{0.70}$$Pu$$_{0.25}$$Cm$$_{0.05}$$N固溶体を調製し、レーザフラッシュ法により熱拡散率の経時変化を測定することで、MA含有窒化物燃料の熱伝導率の経時変化に対する自己照射損傷の影響を評価した。

口頭

多核子移行反応で生成された蒸発残留核の分離と$$alpha$$崩壊測定

中島 滉太; 西尾 勝久

no journal, , 

重イオンどうしの衝突で起こる多核子移行反応は、中性子数の多いアクチノイドや超重元素同位体を生成する方法として注目されている。本研究では、この反応でできた蒸発残留核を反跳生成核分離装置で分離し、デジタル信号処理によって短寿命までの$$alpha$$崩壊測定を行った。

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