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論文

Alpha decay and beta-delayed fission; Tools for nuclear physics studies

Van Duppen, P.*; Andreyev, A. N.

The Euroschool of Exotic Beams, Vol.5, p.65 - 116, 2018/04

https://doi.org/10.1007/978-3-319-74878-8_3

$$alpha$$ decay and $$beta$$-delayed fission are two important decay modes of heavy exotic nuclei. Experimental $$alpha$$ decay and $$beta$$-delayed fission studies deliver significant nuclear-structure information in regions of the nuclear chart with limited accessibility. This information is important to improve the predictability of contemporary nuclear models used for e.g. nuclear astrophysics calculations. The basic principles and the current understanding of $$alpha$$ and $$beta$$-delayed fission decay are introduced. Examples of recent experiments and their impact on the understanding of heavy nuclei are presented.

論文

Shapes of $$^{192,190}$$Pb ground states from $$beta$$-decay studies using the total-absorption technique

Est$'e$vez Aguado, M. E.*; Algora, A.*; Agramunt, J.*; Rubio, B.*; Tain, J. L.*; Jord$'a$n, D.*; Fraile, L. M.*; Gelletly, W.*; Frank, A.*; Csatl$'o$s, M.*; et al.

Physical Review C, 92(4), p.044321_1 - 044321_8, 2015/10

https://doi.org/10.1103/PhysRevC.92.044321
 被引用回数：16 パーセンタイル：71.53(Physics, Nuclear)

The $$beta$$ decay of $$^{192,190}$$Pb has been studied using the total absorption technique at the ISOLDE (CERN) facility. The $$beta$$-decay strength deduced from the measurements, combined with QRPA theoretical calculations, allow us to infer that the ground states of the $$^{192,190}$$Pb isotopes are spherical. These results represent the first application of the shape determination method using the total absorption technique for heavy nuclei and in a region where there is considerable interest in nuclear shapes and shape effects.

論文

Empirical description of $$beta$$-delayed fission partial half-lives

Ghys, L.*; Andreyev, A. N.; Antalic, S.*; Huyse, M.*; Van Duppen, P.*

Physical Review C, 91(4), p.044314_1 - 044314_7, 2015/04

https://doi.org/10.1103/PhysRevC.91.044314
 被引用回数：11 パーセンタイル：60.41(Physics, Nuclear)

The process of $$beta$$-delayed fission ($$beta$$DF) provides a versatile tool to study low-energy fission in nuclei far away from the $$beta$$-stability line, especially for nuclei which do not fission spontaneously. The aim of this paper is to investigate systematic trends in $$beta$$DF partial half-lives. A semi-phenomenological framework was developed to systematically account for the behavior of $$beta$$DF partial half-lives. The $$beta$$DF partial half-life appears to exponentially depend on the difference between the Q value for $$beta$$ decay of the parent nucleus and the fission-barrier energy of the daughter (after $$beta$$ decay) product. Such dependence was found to arise naturally from some simple theoretical considerations. This systematic trend was confirmed for experimental $$beta$$DF partial half-lives spanning over seven orders of magnitude when using fission barriers calculated from either the Thomas-Fermi or the liquid-drop fission model. The same dependence was also observed, although less pronounced, when comparing to fission barriers from the finite-range liquid-drop model or the Thomas-Fermi plus Strutinsky integral method.

論文

$$gamma$$-ray spectroscopy for neutron-rich A$$approx$$160-170 nuclei; The $$beta^{-}$$ decay of $$^{159}$$Pm, $$^{160-162}$$Sm, $$^{162}$$Eu, $$^{164-166}$$Gd, and $$^{166-168}$$Tb

浅井 雅人; 市川 進一; 塚田 和明; 長 明彦; 西中 一朗; 永目 諭一郎; 小島 康明*; 柴田 理尋*

Fission and Properties of Neutron-Rich Nuclei; Proceedings of 3rd International Conference, p.227 - 232, 2003/10

陽子誘起核分裂で生成する質量数160-170領域の中性子過剰核をオンライン同位体分離装置を用いて質量分離し、$$beta$$崩壊$$gamma$$線核分光の手法により核構造を研究した。$$^{159}$$Pm,$$^{161,162}$$Sm,$$^{165,166}$$Gdの観測に初めて成功し半減期を決定するとともに、娘核のエネルギー準位を明らかにした。また$$^{162}$$Eu,$$^{164}$$Gdの崩壊$$gamma$$線の測定にも成功し、その結果から$$^{162}$$Euの基底状態のスピンが5あるいは6であると推定された。

論文

Development of whole energy absorption spectrometer for decay heat measurement

前川 藤夫; 和田 政行*; 池田 裕二郎

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 450(2-3), p.467 - 478, 2000/08

https://doi.org/10.1016/S0168-9002(00)00301-6
 被引用回数：6 パーセンタイル：44.13(Instruments & Instrumentation)

崩壊熱の新しい測定装置である「全エネルギー吸収スペクトロメータ」を開発した。これは1対の大型BGOシンチレータ(120mm$$phi$$$$times$$100)により、放射化した試料から放出される$$beta$$線と$$gamma$$線のエネルギーを100%に近い検出効率で測定するものである。スペクトロメータの性能を調べるために14-MeV中性子源を用いた実験を行った結果、1分から400日の幅広い冷却時間範囲において、およそ6~10%の精度で崩壊熱を測定することができた。この実験から、今回開発したスペクトロメータの高検出効率、耐高計数率性、高精度、広いダイナミックレンジ等の特徴が明らかになった。また、本スペクトロメータは原子核崩壊のQ値測定への応用が可能であることを示した。

論文

Measurement of Q$$_{EC}$$-values of $$^{126}$$La isomers

小島 康明*; 浅井 雅人*; 長 明彦; 小泉 光生; 関根 俊明; 柴田 理尋*; 山本 洋*; 河出 清*

Applied Radiation and Isotopes, 49(7), p.829 - 834, 1998/00

https://doi.org/10.1016/S0969-8043(97)00303-5
 被引用回数：4 パーセンタイル：38.63(Chemistry, Inorganic & Nuclear)

高崎研TIARAのオンライン同位体分離器を用いて中性子欠損核$$^{126}$$Laの$$beta$$線最大エネルギーを測定し、崩壊エネルギーQ$$_{EC}$$値を求めた。$$^{126}$$Laは$$^{94}$$Mo($$^{36}$$Ar,3p1n)反応で生成させ、$$beta$$-$$gamma$$同時計数測定を行った。$$beta$$線はプレナー型HPGe検出器で、$$gamma$$線は同軸型HPGe検出器で測定し、$$beta$$線スペクトルは別に測定した単色陽電子に対する応答関数を使って解析し、$$beta$$線最大エネルギーを決定した。$$beta$$$$^{+}$$崩壊に伴う$$gamma$$線を選別することにより、$$^{126}$$Laの高スピンと低スピンの異性体のQ$$_{EC}$$値として、それぞれ7700$$pm$$100keV,7910$$pm$$400keVが初めて得られた。これらから求められる質量の値を各種の質量公式による値と比較したところ、Jaeneckeらの式が最もよく実験値と一致することがわかった。

論文

Decay heat measurement on aluminum, copper and type 304 stainless steel irradiated by D-T neutrons

前川 藤夫; 池田 裕二郎; E.T.Cheng*

Fusion Engineering and Design, 42, p.229 - 233, 1998/00

https://doi.org/10.1016/S0920-3796(98)00378-0
 被引用回数：3 パーセンタイル：31.81(Nuclear Science & Technology)

ITER/EDAのR&Dタスクの一環として、D-T中性子照射した核融合炉材料からの崩壊熱測定実験を行った。崩壊熱の源となる照射試料から放出される$$beta$$線と$$gamma$$線の全エネルギーを測定するため、1対の大型BGOシミュレータからなる全エネルギー吸収スペクトロメータを開発した。アルミ、銅、304型ステンレス鋼の試料を原研FNSのD-T中性子源で照射し、このスペクトロメータにより冷却時間1分~3日の範囲における各試料の崩壊熱を10~25%の実験誤差で測定した。測定値を誘導放射能計算コードREAC3による計算値と比較した結果、計算に使用した崩壊データライブラリには$$beta$$$$^{+}$$崩壊に伴う消滅$$gamma$$線が含まれていないことが判明した。消滅$$gamma$$線まで考慮した結果、計算値は実験誤差内で測定値と一致した。

論文

Energy systematics of low-lying O$$^{+}$$ states in neutron-deficient Ba nuclei

浅井 雅人*; 関根 俊明; 長 明彦; 小泉 光生; 小島 康明*; 柴田 理尋*; 山本 洋*; 河出 清*

Physical Review C, 56(6), p.3045 - 3053, 1997/12

https://doi.org/10.1103/PhysRevC.56.3045
 被引用回数：22 パーセンタイル：74.54(Physics, Nuclear)

$$^{124,126,128,130}$$Laの$$beta$$$$^{+}$$崩壊で見られるBa核の低スピン状態をTIARAのオンライン同位体分離器に設置した$$gamma$$-$$gamma$$角度相関測定装置で調べた。不確かであった第1励起O$$^{+}$$準位(O$$_{2+}$$)のスピンを確立するとともに、O$$_{3+}$$等より高い励起O$$^{+}$$準位を新たに見いだした。報告されていた$$^{124}$$BaのO$$_{2+}$$準位が誤りであることが確認された結果、中性子数の減少とともにO$$_{2+}$$準位は急激にエネルギーを下げ、中性子数72で最小になり、中性子数66に向けてゆっくり上昇することがわかった。一方、O$$_{3+}$$準位は中性子数の減少とともに単調に減することがわかり、O$$_{2+}$$とO$$_{3+}$$準位はより変形した核でエネルギー関係が逆転する可能性が示唆された。このような振舞いは、3軸非対称変形しやすい核にあるO$$_{2+}$$準位が軸対称変形核において2フォノン$$gamma$$振動状態に、O$$_{3+}$$準位が$$beta$$振動状態に変化していく過程と解釈される。

論文

A Five-HPGe detector system for $$gamma$$-$$gamma$$ angular correlation measurements for mass-separated short-lived nuclei

浅井 雅人*; 河出 清*; 山本 洋*; 長 明彦; 小泉 光生; 関根 俊明

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 398, p.265 - 275, 1997/00

https://doi.org/10.1016/S0168-9002(97)00807-3
 被引用回数：6 パーセンタイル：50.07(Instruments & Instrumentation)

短寿命核の$$beta$$崩壊による低スピン状態を研究するために、オンライン同位体分離器に接続して用いる$$gamma$$-$$gamma$$角度相関測定装置を製作した。この装置は5台のHPGe検出器を水平面に一定角度で配置して、90°~170°まで10度間隔で$$gamma$$線の角度相関データを一度に得ることができる。線源と検出器表面との距離はどれも5cmで、線源から見た検出器の有効立体角の補正値を$$^{152}$$Eu線源により色々なエネルギーについて求めた。$$^{152}$$Eu線源を用いて装置の動作確認をした後、高崎研TIARAのオンライン同位体分離器に接続してオンライン実験により$$^{126}$$Laの崩壊を調べ、娘核$$^{126}$$Baの新しい低スピン状態を多数見出した。

論文

Whole energy absorption spectrometer for decay heat measurement of fusion reactor materials and application for beta-ray spectrum measurement

前川 藤夫; 池田 裕二郎

Proc. of Int. Conf. on Nucl. Data for Science and Technol., 59, p.1201 - 1205, 1997/00

D-T中性子照射された核融合炉材料中で発生する崩壊熱は、炉の事故時の安全性評価及び炉停止手順の作成にとって重要である。この崩壊熱を測定することを目的として、1対の大型BGOシンチレータからなる全エネルギー吸収スペクトロメータを開発した。原研FNSのD-T中性子源を用いた崩壊熱測定実験を行った結果、以下のようなスペクトロメータの特徴が明らかとなった:(1)高感度($$<$$100pW/g)、(2)スペクトル解析による核種同定、(3)小さな試料による測定、(4)10%程度の実験誤差。また、本スペクトロメータでは同時に$$beta$$線スペクトル測定が可能であり、$$^{32}$$P,$$^{62}$$Cu等から放出される$$beta$$線のスペクトル測定を行った。

論文

新しいアイソトープ$$^{127}$$Pr、$$^{125}$$Prの確認

関根 俊明; 河出 清*

Isotope News, 0(489), p.10 - 12, 1995/03

http://ci.nii.ac.jp/naid/10003732874

新しいアイソトープ$$^{127}$$Pr、$$^{125}$$Prの崩壊特性を明らかにした実験について解説した。アイソトープの存在範囲、重イオン反応によるこれらのアイソトープの合成法、オンラインアイソトープ分離器による短寿命アイソトープ分離法、得られた崩壊特性データとそれから導かれる核構造に関する知見について触れた。

論文

$$beta$$$$^{+}$$ decay of unstable praseodymium isotopes: $$^{127}$$Pr, $$^{126}$$Pr and the new isotope $$^{125}$$Pr

長 明彦; 浅井 雅人*; 小泉 光生; 関根 俊明; 市川 進一; 小島 康明*; 山本 洋*; 河出 清*

Nuclear Physics A, 588, p.185C - 190C, 1995/00

https://doi.org/10.1016/0375-9474(95)00137-P
 被引用回数：24 パーセンタイル：76.79(Physics, Nuclear)

プラセオジムアイソトープの$$beta$$$$^{+}$$崩壊で生成するセリウムの原子核は、原子核変形の遷移領域にある偶数陽子の原子核として、キセノン及びバリウムの原子核と共に興味が持たれている。高崎研TIARAのAVF型サイクロトロンに設置したISOL(オンラインアイソトープ分離器)を用いて、$$^{195}$$MeVの$$^{36}$$Arビームと$$^{94}$$Moまたは$$^{92}$$Mo濃縮ターゲットとの反応で生成させた、質量数127、126、125の不安定なプラセオジムアイソトープについて核分光学的測定を行った。$$^{127}$$Pr(半減期7.7秒)の崩壊では、$$^{127}$$Ce核の回転バンドを見い出した。新核種である$$^{125}$$Prを同定し、半減期を3.3$$pm$$0.7秒と決定したが、見い出された2本の$$gamma$$線は回転バンドに今のところ帰属できない。$$^{126}$$Pr(半減期3.2秒)の崩壊では、偶数核$$^{126}$$Ceの6$$^{+}$$準位までの基底回転バンドと共に、$$gamma$$バンドのヘッドと考えられる準位を、相互作用するボソン模型の予言に近いエネルギーに見い出した。

論文

加速器による新アイソトープ$$^{127}$$Prの合成・確認

関根 俊明

放射線と産業, 0(63), p.56 - 59, 1994/00

新しいアイソトープ$$^{127}$$Prの崩壊特性を明らかにした実験について解説した。高崎研TIARAサイクロトロンで加速した$$^{36}$$Arビームと$$^{94}$$Moターゲットとの反応による$$^{127}$$Prの合成、ISOL(オンラインアイソトープ分離器)による分離、及び短寿命核分光装置による$$beta$$線、$$gamma$$線、X線測定を経て$$^{127}$$Prを確認し、その半減期は7.7$$pm$$0.6秒と判明した。

論文

Decay of the new isotope $$^{127}$$Pr

関根 俊明; 長 明彦; 小泉 光生; 市川 進一; 浅井 雅人*; 山本 洋*; 河出 清*

Z. Phys., A, 349, p.143 - 146, 1994/00

これまで実験的データが報告されてない核種$$^{127}$$Prを探索した。高崎研TIARAのAVFサイクロトロンに接続したオンラインアイソトープ分離器によって、$$^{36}$$Arビームと$$^{94}$$Mo濃縮ターゲットとの反応生成物を質量分離した。質量数127の単体イオンまたは酸化物イオンについて、$$gamma$$線シングルス、$$beta$$-gated $$gamma$$及び$$gamma$$$$gamma$$同時計数測定を行って、4本の新しい$$gamma$$線を見出した。また、$$^{127}$$Prの$$beta$$$$^{+}$$/EC崩壊に伴うCeの特性X線を確認することができた。これらの結果から、新しい$$gamma$$線は$$^{127}$$Prの崩壊に伴うものであり、$$^{127}$$Prの半減期は7.7$$pm$$0.6秒と結論した。なお、半減期の理論的予測値はファクター2の範囲で一致した。

論文

1.5,核分光法

関根 俊明

第4版実験化学講座,14; 核・放射線, p.83 - 111, 1992/00

核の崩壊に関する分光学的実験を行うに当って必要となる原子核に関する理論、並びに実験法を次のような項目について解説した。1.同位体の存在範囲と原子核構造の概観、a.殻模型、b.対相互作用、c.四重極相互作用と核変形、d.統一模型、e.Nilsson模型:変形殻模型、f.相互作用するボソン模型、2.核分光実験と崩壊図の作成、a.核分光の測定項目、b.測定試料と検出器系、c.データ収集、d.崩壊図の作成、3.崩壊と選択則、a.$$alpha$$崩壊・陽子崩壊、b.$$beta$$崩壊と荷電スピン、Wignerの超多重項、c.$$gamma$$遷移と内部転換、$$gamma$$-$$gamma$$角度相関

報告書

短寿命核分裂生成核種の半減期および平均崩壊エネルギーの評価

橘 孝博*; 山田 勝美*

JAERI-M 87-122, 56 Pages, 1987/08

JAERI-M-87-122.pdf:1.27MB

崩壊熱の評価のために重要な$$beta$$崩壊半減期、$$beta$$線平均エネルギー、および$$gamma$$線平均エネルギーを、改良された$$beta$$崩壊大局的理論を用いて計算した。まず大局的理論の改良点を述べ、次に陽子数Zが26から65まで、中性子数が(147/92)Z+6以下の$$beta$$崩壊核種のうちQ値の小さいものを除いて、$$beta$$崩壊半減期、$$beta$$線平均エネルギー、および$$gamma$$線平均エネルギーを求めた。結果は表にまとめてある。さらに、モデルに含まれるパラメータ計算結果にどのように依存するかを示す図を与えた。

論文

The beta decay of $$^{4}$$$$^{8}$$Mn; Gamow-Teller quenching in fp-shell nuclei

関根 俊明; J.Cerny*; R.Kirchner*; O.Klepper*; V.T.Koslowsky*; A.Plochocki*; E.Roeckl*; D.Schardt*; B.Sherrill*

Nuclear Physics A, 467, p.93 - 114, 1987/00

https://doi.org/10.1016/0375-9474(87)90330-7
 被引用回数：31 パーセンタイル：82.58(Physics, Nuclear)

重イオン核反応$$^{1}$$$$^{2}$$C($$^{4}$$$$^{0}$$Ca,p3n)の生成物をオンライン質量分離することによって新しいアイソトープ$$^{4}$$$$^{8}$$Mnを見出し、その$$beta$$崩壊を研究した。このアイソトープの半減期は150$$pm$$10msと決定され、$$beta$$遅発陽子ならびに$$gamma$$線スペクトルが得られた。$$beta$$遅発陽子放出の分岐比は(2.7$$pm$$1.2)$$times$$10$$^{-}$$$$^{3}$$、$$beta$$遅発$$alpha$$放出のそれは最大6$$times$$10$$^{-}$$$$^{6}$$と結論した。$$gamma$$シングルスと$$gamma$$$$gamma$$コインシデンス測定から$$^{4}$$$$^{8}$$Mn崩壊図式を組立てた。これから得られたガモフーテラー強度関数を殻模型計算の結果と比較することによって、$$^{4}$$$$^{8}$$Mn$$beta$$崩壊におけるガモフーテラー強度消失ファクター0.53$$pm$$0.17を得た。この結果を他の核種の$$beta$$崩壊研究、特にfp殻の鏡映遷移のデータ、と比較して論じた。

報告書

Reevaluation of decay energies of fission product nuclides in JNDC FP decay data file

片倉 純一; 中嶋 龍三*

JAERI-M 86-041, 23 Pages, 1986/03

JAERI-M-86-041.pdf:0.6MB

崩壊熱評価のために、シグマ委員会で作成したJNDC FP Decay Date Fileの崩壊データを評価し直した。異性体も含め全部で126核種の崩壊データを修正した。新しいデータに基づく崩壊熱総和計算は、以前のFileに基づく計算と比べ、測定値との一致がかなり改善された。特に以前から問題となっていた数百秒の冷却期間における測定値との不一致が改善され、冷却期間の広い範囲において、約5%以内の精度で測定値と一致するようになった。

論文

Production and $$beta$$-decay study of the T$$_{z}$$=-1 nucleus $$^{4}$$$$^{8}$$Mn

関根 俊明; J.Cerny*; R.Kirchner*; O.Klepper*; V.T.Koslowsky*; A.Plochocki*; E.Roeckl*; D.Schardt*; B.Sherrill*

GSI-86-1, P. 41, 1986/00

$$beta$$不安定核$$^{4}$$$$^{8}$$MnはGSIオンライン質量分離器を用いた実験により初めて確認され、その予備的な結果を昨年報告した。本報告ではより詳細な実験による$$^{4}$$$$^{8}$$Mnの合成と$$beta$$崩壊の研究について述べる。$$^{4}$$$$^{8}$$Mnは582MeVの$$^{4}$$$$^{0}$$Caビームを$$^{1}$$$$^{2}$$Cターゲットに照射することによって生成され、FEBIAD-F型イオン源を取付けた質量分離器によって分離された。得られた$$^{4}$$$$^{8}$$Mn放射能について、$$gamma$$シングルス,$$gamma$$$$gamma$$及び$$beta$$$$gamma$$コインシデンス,並びに遅発陽子の測定を行った。これらの結果を崩壊図にまとめ、shell modelによる理論計算と比較した。

報告書

An Attempt for Revision of JNDC FP Decay Data File

片倉 純一; 秋山 雅胤*; 吉田 正*; 松本 純一郎; 中嶋 龍三*

JAERI-M 84-117, 42 Pages, 1984/06

JAERI-M-84-117.pdf:0.94MB

JNDCによる核分裂生成物崩壊データ・ファイル(JNDCファイル)を改訂するために、数核種について崩壊形式を検討した。その結果、$$^{8}$$$$^{8}$$Rbと$$^{1}$$$$^{4}$$$$^{3}$$Laについては、JNDCファイルで採用すべきであることが分った。$$^{8}$$$$^{8}$$Rbと$$^{1}$$$$^{4}$$$$^{3}$$Laの平均エネルギーを修正したファイルを用いた崩壊熱の計算は、数1000秒以降の冷却期間において、実験値により一致するようになった。ただし、数100秒から1500秒に見られた不一致を改善するには至らず、今後に残された課題である。

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