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論文

Performance of a total absorption clover detector for $$Q_{beta}$$ measurements of neutron-rich nuclei far from the $$beta$$-stability line

林 裕晃*; 柴田 理尋*; 浅井 雅人; 長 明彦; 佐藤 哲也; 小泉 光生; 木村 敦; 大島 真澄*

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 747, p.41 - 51, 2014/05

 被引用回数:4 パーセンタイル:51.53(Instruments & Instrumentation)

短寿命核分裂生成核種の$$beta$$崩壊エネルギー$$Q_{beta}$$を高効率かつ高精度に測定するため、全吸収クローバー検出器を新たに開発し、その性能を評価した。中央に貫通孔がある大型のクローバー型Ge検出器を使うことで、極めて高効率かつ高エネルギー分解能で$$beta$$線と$$gamma$$線の全吸収スペクトルを測定し、$$Q_{beta}$$$$pm$$30keVの精度で決定できることを示した。この装置を用いて$$^{166}$$Eu, $$^{165}$$Gdの$$Q_{beta}$$を初めて決定し、$$^{160-165}$$Eu, $$^{163}$$Gdの$$Q_{beta}$$の精度を向上させた。また、$$^{163}$$Gdの核異性体準位を初めて観測し、そのエネルギーと半減期を決定した。

論文

Ground-state configuration of the $$N=157$$ nucleus $$^{259}$$No

浅井 雅人; 塚田 和明; 阪間 稔*; 羽場 宏光*; 市川 隆敏*; 石井 康雄; 豊嶋 厚史; 石井 哲朗; 西中 一朗; 永目 諭一郎; et al.

Physical Review C, 87(1), p.014332_1 - 014332_6, 2013/01

 被引用回数:4 パーセンタイル:57.51(Physics, Nuclear)

$$^{259}$$Noの基底状態のスピン・パリティ,中性子軌道配位を$$alpha$$崩壊核分光により初めて実験的に同定した。$$^{259}$$Noは、これまでにスピン・パリティや一粒子軌道配位が同定された原子核の中で最も中性子数の多い原子核である。本研究により$$^{259}$$Noの基底状態と娘核$$^{255}$$Fmの231.4keV励起準位の中性子軌道配位が9/2$$^{+}$$[615]と同定され、この領域の原子核における中性子一粒子軌道のエネルギー間隔と順序が明らかになった。中性子数$$N$$=157における9/2$$^{+}$$[615]基底状態の出現は、$$N$$=152と$$N$$=162に存在する変形殻ギャップ間の中性子軌道のエネルギー順序が中性子数が増えるにつれて大きく変化していることを示唆している。

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

 被引用回数:11 パーセンタイル:34.66(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

Precise intensity measurements in the $$^{14}$$N(n,$$gamma$$)$$^{15}$$N reaction as a $$gamma$$-ray intensity standard up to 11 MeV

宮崎 格*; 坂根 仁*; 高山 寛和*; 笠石 昌史*; 東條 暁典*; 古田 昌孝*; 林 裕晃*; 末松 倫*; 楢崎 裕道*; 清水 俊明*; et al.

Journal of Nuclear Science and Technology, 45(6), p.481 - 486, 2008/06

 被引用回数:3 パーセンタイル:70.64(Nuclear Science & Technology)

$$^{14}$$N(n,$$gamma$$)$$^{15}$$N反応で放出する主要$$gamma$$線の絶対強度を0.3$$sim$$1.0%の精度で決定した。測定は、KURの中性子導管を用いて実施した。窒素のサンプルとしては、液体窒素及び重水置換メラミンを使用した。測定結果を従来の測定値と比較し、従来の測定データの問題点を指摘した。また、数MeV以上の$$gamma$$線エネルギーにおいて、$$gamma$$線検出効率の測定値とシミュレーションコードの計算結果に系統的な差の存在することを見いだし問題提起した。

論文

$$Q_{beta}$$ measurements of $$^{158,159}$$Pm, $$^{159,161}$$Sm, $$^{160-165}$$Eu, $$^{163}$$Gd and $$^{166}$$Tb using a total absorption BGO detector

林 裕晃*; 秋田 幸範*; 末松 倫*; 柴田 理尋*; 浅井 雅人; 佐藤 哲也; 市川 進一; 西中 一朗; 永目 諭一郎; 長 明彦; et al.

European Physical Journal A, 34(4), p.363 - 370, 2007/12

 被引用回数:15 パーセンタイル:25.53(Physics, Nuclear)

全吸収BGO検出器を用いて$$^{160-165}$$Euと$$^{163}$$Gdの$$Q_{beta}$$を初めて測定し、また過去に測定した$$^{158,159}$$Pm, $$^{159,161}$$Sm, $$^{166}$$Tbのデータを再解析した。これらの核種は、原子力機構東海タンデム加速器施設において$$^{238}$$Uの陽子誘起核分裂で合成し、オンライン同位体分離装置を用いて核反応生成物の中から分離した。得られた質量偏差と2中性子分離エネルギーの値を、原子質量評価値や理論計算の値と比較した。

論文

$$alpha$$ decay of $$^{238}$$Cm and the new isotope $$^{237}$$Cm

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

Physical Review C, 73(6), p.067301_1 - 067301_4, 2006/06

 被引用回数:18 パーセンタイル:23.28(Physics, Nuclear)

ガスジェット結合型オンライン同位体分離器を用いて$$^{237}$$Cm及び$$^{238}$$Cmの$$alpha$$崩壊を研究した。新核種$$^{237}$$Cmを初めて同定し、その$$alpha$$崩壊の遷移エネルギーが6656keVであることを明らかにした。$$^{238}$$Cmの$$alpha$$線エネルギーを精度よく再決定し、娘核$$^{234}$$Puの第1励起準位へ遷移する$$alpha$$線の観測にも成功した。$$^{234}$$Puの第1励起準位のエネルギーは、他のPu同位体のそれに比べてかなり高いことが明らかになった。

論文

Experimental identification of spin-parities and single-particle configurations in $$^{257}$$No and its $$alpha$$-decay daughter $$^{253}$$Fm

浅井 雅人; 塚田 和明; 阪間 稔*; 市川 進一; 石井 哲朗; 永目 諭一郎; 西中 一朗; 秋山 和彦; 長 明彦; 大浦 泰嗣*; et al.

Physical Review Letters, 95(10), p.102502_1 - 102502_4, 2005/09

 被引用回数:55 パーセンタイル:11.67(Physics, Multidisciplinary)

$$^{257}$$Noの$$alpha$$崩壊に伴う$$gamma$$線及び内部転換電子を$$alpha$$線との同時計数法により測定し、娘核$$^{253}$$Fmの励起準位を構築した。$$^{257}$$No線源の作成にはガスジェット搬送法とオンライン同位体分離法を用いた。測定された内部転換係数から$$^{253}$$Fmの124.1keV準位のスピン・パリティを決定し、124.1keV準位及び$$^{257}$$Noの基底状態の中性子軌道配位を3/2$$^{+}$$[622]と同定した。$$^{257}$$Noの基底状態の配位は同じ中性子数155を持つ軽い核の配位とは異なることを明らかにした。

報告書

長寿命核中性子捕獲断面積決定に必要な即発$$gamma$$線放出率の測定(先行基礎工学研究に関する共同研究報告書)

宮崎 格*; 清水 俊明*; 柴田 理尋*; 河出 清*; 古高 和禎; 中村 詔司; 坂根 仁

JNC-TY8400 2005-002, 40 Pages, 2005/06

JNC-TY8400-2005-002.pdf:2.69MB

半減期が数万年に及ぶ長寿命の核分裂生成物(LLFP)を短寿命化させる核変換技術の開発には中性子捕獲反応の精度の良い断面積データが必要である。しかし、放射性核種の中には、放射化法では測定できないか、あるいは極めて測定の難しいものがある。即発$$gamma$$線を用いた断面積測定ならその問題の解決を期待できる。そこで、本研究では即発$$gamma$$線を測定するのに必要な10MeVまでの高エネルギー$$gamma$$線の放出率の標準となる$$^{14}$$N(n,$$gamma$$)$$^{15}$$N 反応の測定と即発$$gamma$$線を用いた捕獲断面積測定手法の開発を目的とする。そのために以下の三つの研究を行った。京都大学原子炉実験所のB-4スーパーミラー中性子導管(B-4孔)にて熱中性子照射測定実験を行った。バランス法とシミュレーション計算を援用したゲルマニウム検出器の効率曲線表現法の開発により、$$^{14}$$N (n, $$gamma$$)$$^{15}$$N 反応で放出される主要な即発$$gamma$$線の放出率を精度0.2-0.9%で決定した。また、$$^{23}$$Na ,$$^{27}$$Al ,$$^{51}$$V ,$$^{55}$$Mn ,$$^{59}$$Co ,$$^{64}$$Ni ,$$^{65}$$Cu ,$$^{141}$$Pr ,$$^{186}$$W ,$$^{197}$$Au の10核種について、即発$$gamma$$線とb壊変$$gamma$$線を用いた断面積測定値を比較した。それにより報告されている即発$$gamma$$線の放出率が系統的にずれており、過去のデータを測定した際の検出効率がずれていた可能性があることがわかった。$$^{104}$$Pd (n, $$gamma$$)$$^{105}$$Pd 反応断面積の測定を行った。$$^{107}$$Pd は放射性廃棄物中に含まれるLLFPであり、その核変換を考える際には同位体として混ざっている$$^{104}$$Pd の断面積も重要である。断面積の下限値を精度6%で決定した。また報告されている$$^{105}$$Pd 周辺の核データから、核構造の類似性に着目して上限値を推定する方法を検討した。放出率の下限値を安全サイドで79%小さい値に見積もった。それに伴い断面積の上限値は27%大きな値になる。

論文

$$beta$$-decay half-lives of new neutron-rich rare-earth isotopes $$^{159}$$Pm, $$^{162}$$Sm, and $$^{166}$$Gd

市川 進一; 浅井 雅人; 塚田 和明; 羽場 宏光*; 永目 諭一郎; 柴田 理尋*; 阪間 稔*; 小島 康明*

Physical Review C, 71(6), p.067302_1 - 067302_4, 2005/06

 被引用回数:14 パーセンタイル:28.14(Physics, Nuclear)

ガスジェット搬送装置と結合したオンライン同位体分離器を用い、ウランの陽子誘起核分裂で生成する中性子過剰未知希土類核、$$^{159}$$Pm, $$^{162}$$Sm, $$^{166}$$Gdを発見し、それぞれの半減期を1.5$$pm$$0.2s, 2.4$$pm$$0.5s, 4.8$$pm$$1.0sと決定した。また、$$^{166}$$Gdについては部分崩壊図式を構築した。さらに、以前に見いだした$$^{166}$$Tbの半減期を精度よく再測定し25.6$$pm$$2.2sと決定した。本研究で見いだした新核種の半減期は、大局的理論で予測された半減期と良い一致を見た。

論文

Proton-neutron configurations in $$^{236g,m}$$Am and its EC-decay daughter $$^{236}$$Pu

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

European Physical Journal A, 23(3), p.395 - 400, 2005/02

 被引用回数:12 パーセンタイル:32.01(Physics, Nuclear)

$$gamma$$線核分光の手法により$$^{236}$$AmのEC崩壊を研究した。$$^{236}$$Amには半減期3.6分と2.9分の2つの核異性体があることがわかった。娘核$$^{236}$$Puの励起準位を構築し、$$K^{pi}=0^{-}$$の8重極振動バンドと2準粒子状態を同定した。2準粒子状態のうちの1つは半減期1.2$$mu$$秒のKアイソマーであった。$$^{236g,m}$$Amから$$^{236}$$Puの2準粒子状態へのEC遷移は$$log ft$$=4.8-5.3という小さい値を示し、この事実から$$^{236g,m}$$Amと2準粒子状態の陽子-中性子配位を決定した。

論文

EC and $$alpha$$ decays of $$^{235}$$Am

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

European Physical Journal A, 22(3), p.411 - 416, 2004/12

 被引用回数:7 パーセンタイル:51.59(Physics, Nuclear)

$$^{235}$$AmのEC及び$$alpha$$崩壊を$$gamma$$線核分光の手法により調べた。$$^{235}$$Puの励起準位を初めて構築し、予備的ではあるが準位のスピン・パリティ及びニールソン軌道を同定した。実験結果から$$^{235}$$Amの基底状態の軌道配位を$$pi5/2^{-}[523]$$と評価した。一方$$^{231}$$Npの$$pi5/2^{-}[523]$$準位のエネルギーは15keV以下であることがわかり、実験で得られた$$alpha$$線のエネルギー値と合わせて、$$^{235}$$Amの$$Q_{alpha}$$値を6569$$^{+27}_{-12}$$keVと決定した。

論文

$$alpha$$-decays of neutron-deficient americium isotopes

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

Physical Review C, 69(1), p.014308_1 - 014308_11, 2004/01

 被引用回数:17 パーセンタイル:27.54(Physics, Nuclear)

原研タンデム加速器から得られる$$^{6}$$Liビームを用いてウラン同位体$$^{233,235}$$Uを照射し、中性子欠損アメリシウム同位体$$^{233,234,235,236}$$Amを合成した。核反応生成生物はガスジェット結合型オンライン同位体分離器により、選択的に分離され放射線測定から同定された。$$^{235}$$Amのアルファ壊変を初めて観測するとともに、$$^{233,234,236}$$Amのアルファ壊変データを詳細に調べ、これら同位体のアルファ壊変に伴う阻害因子に関して新たな知見を得た。

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

Identification of the new isotope $$^{241}$$Bk

浅井 雅人; 塚田 和明; 市川 進一; 阪間 稔*; 羽場 宏光*; 永目 諭一郎; 西中 一朗; 秋山 和彦; 豊嶋 厚史; 金子 哲也*; et al.

European Physical Journal A, 16(1), p.17 - 19, 2003/01

 被引用回数:8 パーセンタイル:46.03(Physics, Nuclear)

原研タンデム加速器に付設されたガスジェット搬送装置結合型オンライン同位体分離装置を用いて新核種$$^{241}$$Bkを初めて同定した。$$^{241}$$BkのEC崩壊に伴うX線及び3本の$$gamma$$線を確認し、半減期を4.6分と決定した。半減期の値と観測された$$gamma$$線のエネルギーや強度は、$$^{241}$$Bkの基底状態$$pi 7/2^{+}[633]$$から娘核の励起準位$$nu 7/2^{+}[624]$$へのEC遷移を考えることで無理なく説明できる。

論文

Nuclear decay properties of the neutron-deficient actinides

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

Journal of Nuclear Science and Technology, 39(Suppl.3), p.34 - 37, 2002/11

中性子欠損アクチノイド核$$^{233,234,235,236}$$Am並びに$$^{237,238}$$Cmの壊変特性を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調べた。これらの核種は、タンデム加速器から得られる$$^{6}$$Liビームを用いて$$^{233,235}$$U,$$^{237}$$Npターゲットを照射して合成した。この中で$$^{233}$$Amと$$^{237}$$Cmは新アイソトープとして同定した。また$$alpha$$壊変エネルギーと$$alpha$$壊変半減期の系統性に基づき、本研究で初めて観測した$$^{233}$$Am及び$$^{235}$$Amの$$alpha$$壊変遷移に関して考察した。

論文

Measurements of EC and weak $$alpha$$ decays of neutron-deficient transuranium isotopes

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

Journal of Nuclear Science and Technology, 39(Suppl.2), p.474 - 477, 2002/08

中性子欠損領域に位置する短寿命アメリシウム及びキュリウム同位体をタンデム加速器を用いて合成し、イオン化・同位体分離することでそれらのEC崩壊及び微弱な$$alpha$$崩壊を観測した。$$^{235, 236}$$AmのEC崩壊に伴う$$gamma$$線の観測から崩壊図式を作成し、親核及び娘核における陽子中性子の配位を決定した。$$^{233, 235}$$Amで観測された$$alpha$$崩壊は$$pi 5/2^{-}[523]$$軌道間の主$$alpha$$遷移であることがわかった。これらのデータからこの領域の原子核の核構造,変形度,原子質量などを明らかにした。

論文

Decay studies of neutron-deficient Am, Cm, and Bk nuclei using an on-line isotope separator

浅井 雅人; 阪間 稔*; 塚田 和明; 市川 進一; 羽場 宏光; 西中 一朗; 永目 諭一郎; 後藤 真一*; 秋山 和彦; 豊嶋 厚史; et al.

Journal of Nuclear and Radiochemical Sciences, 3(1), p.187 - 190, 2002/06

オンライン同位体分離装置を用いて質量分離した中性子欠損アメリシウム,キュリウム,バークリウムのEC及び$$alpha$$崩壊について調べた。$$^{235, 236}$$Amの崩壊図式を作成し、親核及び娘核における陽子中性子の配位を決定した。$$^{233, 235}$$Amで観測された$$alpha$$崩壊は$$pi 5/2^{-}[523]$$軌道間の主$$alpha$$遷移であることがわかった。$$^{237, 238}$$Cmの$$Q_{alpha}$$値を決定した。これらの情報からこれらの原子核の核構造,変形度,原子質量を議論した。

論文

Q$$_{beta}$$ determination of neutron-rich isotope $$^{144}$$La with a total absorption detector

柴田 理尋*; 進藤 晃成*; 谷口 秋洋*; 小島 康明*; 河出 清*; 市川 進一; 川瀬 洋一*

Journal of the Physical Society of Japan, 71(5), p.1401 - 1402, 2002/05

 被引用回数:8 パーセンタイル:47.31(Physics, Multidisciplinary)

$$^{235}$$Uの中性子核分裂で生成する、半減期40.8秒の$$^{144}$$Laの$$beta$$線最大エネルギーを2台のBGO結晶で構成された全吸収検出器で測定した。実験は、京都大学原子炉実験所に設置された質量分離器を用いて行った。検出器のエネルギー補正をQ$$_{beta}$$が正確に決定されている。$$^{91,92,93}$$Rb,$$^{139,140,141}$$Csで行った後、$$^{144}$$Laの測定を進めQ$$_{beta}$$を5.54$$pm$$0.10MeVと決定した。決定した値は、Audiらの評価値ならびに質量公式(KUTY)の理論値5.56MeVと良い一致を示した。

論文

Performance of the multiple target He/PbI$$_{2}$$ aerosol jet system for mass separation of neutron-deficient actinide isotopes

市川 進一; 塚田 和明; 浅井 雅人; 羽場 宏光; 阪間 稔*; 小島 康明*; 柴田 理尋*; 永目 諭一郎; 大浦 泰嗣*; 河出 清*

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 187(4), p.548 - 554, 2002/04

 被引用回数:13 パーセンタイル:31.45

重イオン核融合反応で生成する中性子欠損アクチノイド核のオンライン同位体分離を目的に、多層標的槽,ガスジェット搬送装置ならびに熱イオン源から構成されるオンライン・システムを構築した。本システムは、$$^{141}$$Pr($$^{6}$$Li,4n)反応で生成する$$^{143m}$$Smを11%の効率で、$$^{233}$$U($$^{6}$$Li,4n)反応で生成する$$^{235}$$Amを0.3~0.4%の効率で分離できる。さらに、反応で生成した核種の分離にかかわる時間は1~2秒で、かつ100時間以上の連続した実験に使用可能である。本システムによる未知核種の探索では、$$^{237}$$Np($$^{6}$$Li,4n)反応で生成する、$$^{237}$$Cmの発見に成功した。この時の$$^{237}$$Cmの生成断面積は1$$mu$$bと予測された。

論文

Normalization of $$gamma$$-$$gamma$$ angular correlation coincidence counts using characteristic X-rays

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

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 463(1-2), p.205 - 212, 2001/05

 被引用回数:2 パーセンタイル:76.57

われわれは3個以上のGe検出器を用いる$$gamma$$線角度相関測定において、異なる効率を持つ検出器の組み合せから得られる同時計数値を規格化する新しい方法を提案する。この方法は内部転換や軌道電子捕獲に伴って放出される特性KX線が$$gamma$$線と同時計数され、特性KX線が等方的に放出されることを利用する。角度相関の決定には、目的の$$gamma$$線とKX線の強度比を求めるだけでよく、検出器効率も、単一Ge検出器による$$gamma$$線強度も必要としないことが特徴である。この方法の有用性はオンライン質量分離された$$^{126}$$Laと$$^{128}$$La線源で実証した。

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