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論文

Isochronous mass spectrometry at the RIKEN Rare-RI Ring facility

長江 大輔*; 阿部 康志*; 山口 由高*; 洲嵜 ふみ; 他27名*

Physical Review C, 110(1), p.014310_1 - 014310_13, 2024/07

https://doi.org/10.1103/PhysRevC.110.014310
 被引用回数：3 パーセンタイル：84.33(Physics, Nuclear)

A dedicated isochronous storage ring, named the Rare-RI Ring, was constructed at the RI Beam Factory of RIKEN, aiming at precision mass measurements of nuclei located in uncharted territories of the nuclear chart. The Rare-RI Ring employs the isochronous mass spectrometry technique with the goal to achieve a relative mass precision of 10$$^{-6}$$ within a measurement time of less than 1 ms. The performance of the facility was demonstrated through mass measurements of neutron-rich nuclei with well-known masses. Velocity or magnetic rigidity is measured for every particle prior to its injection into the ring, wherein its revolution time is accurately determined. The latter quantity is used to determine the mass of the particle, while the former one is needed for nonisochronicity corrections. Mass precisions on the order of 10$$^{-5}$$ were achieved in the first commissioning, which demonstrates that the Rare-RI Ring is a powerful tool for mass spectrometry of short-lived nuclei.

論文

Giant dipole resonance photofission and photoneutron reactions in $$^{238}$$U and $$^{232}$$Th

Filipescu, D.*; Gheorghe, I.*; Goriely, S.*; 西尾 勝久; 宇都宮 弘章*; 洲嵜 ふみ; 廣瀬 健太郎; 他10名*

Physical Review C, 109(4), p.044602_1 - 044602_23, 2024/04

https://doi.org/10.1103/PhysRevC.109.044602
 被引用回数：3 パーセンタイル：84.33(Physics, Nuclear)

New measurements of photofission and photoneutron reactions on $$^{238}$$U and $$^{232}$$Th in the Giant Dipole Resonance (GDR) energy region have been performed at the laser Compton-scattering $$gamma$$-ray source of the NewSUBARU synchrotron radiation facility. The photoneutron ($$gamma, in$$) with $$i$$ = 1-3 and photofission ($$gamma, F$$) reactions have been discriminated by considering a Gaussian distribution of prompt-fission-neutron (PFN) multiplicities predicted by the theory of evaporation in sequential neutron emission from excited fission fragments. We report experimental ($$gamma, n$$), ($$gamma, 2n$$), ($$gamma, 3n$$) and ($$gamma, F$$) cross sections, average energies of PFNs and of($$gamma$$, $$in$$) photoneutrons, as well as the mean number of PFNs per fission and the width of the PFNs multiplicity distribution. Based on these primary experimental results and combined with reasonable assumptions, we extract also the first- and second-chance fission contributions.

論文

Search for the 6$$alpha$$ condensed state in $$^{24}$$Mg using the $$^{12}$$C+$$^{12}$$C scattering

Fujikawa, Y.*; Kawabata, T.*; Adachi, S.*; 廣瀬 健太郎; 牧井 宏之; 西尾 勝久; Orlandi, R.; 洲嵜 ふみ; 他13名*

Physics Letters B, 848, p.138384_1 - 138384_6, 2024/01

https://doi.org/10.1016/j.physletb.2023.138384
 被引用回数：6 パーセンタイル：73.96(Astronomy & Astrophysics)

We searched for the 6$$alpha$$-condensed state in $$^{24}$$Mg by measuring the $$^{12}$$C+$$^{12}$$C scattering with the SAKRA Si detector array. By using the invariant-mass method for the detected 3$$alpha$$ particles, the inclusive cross sections for the $$^{12}$$C+$$^{12}$$C $$rightarrow$$ $$^{12}$$C(0$$^{+}_{2}$$) + X and $$^{12}$$C(3$$^{-}_{1}$$) + X reactions were determined. In both the inclusive $$^{12}$$C(0$$^{+}_{2}$$) + X channel and the exclusive $$^{12}$$C(0$$^{+}_{2}$$) + $$^{12}$$C(0$$^{+}_{1}$$) channel, the cross section peaked at E$$_{cm}$$ = 19.4 MeV, which correspond to the excitation energy of E$$_{x}$$ = 33.3 MeV in $$^{24}$$Mg. This 19.4-MeV state is a candidate for the 6$$alpha$$-condensed state

論文

Measurement of double-differential neutron yields for iron, lead, and bismuth induced by 107-MeV protons for research and development of accelerator-driven systems

岩元 大樹; 中野 敬太; 明午 伸一郎; 佐藤 大樹; 岩元 洋介; 杉原 健太*; 西尾 勝久; 石 禎浩*; 上杉 智教*; 栗山 靖敏*; et al.

EPJ Web of Conferences, 284, p.01023_1 - 01023_4, 2023/05

https://doi.org/10.1051/epjconf/202328401023
 被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Nuclear Science & Technology)

加速器駆動システム(ADS)の核特性予測精度の向上と京都大学臨界集合体実験装置(KUCA)におけるADS炉物理実験で用いる中性子源情報の取得を目的として、京都大学の固定磁場強集束(FFAG)加速器を用いた核データ測定実験プログラムを開始した。このプログラムの一環として、鉄,鉛及びビスマスに対する陽子入射二重微分中性子収量(TTNY)及び断面積(DDX)を測定した。測定では、真空チェンバ内に設置された標的試料に107MeVの陽子ビームを照射し、核反応によって標的から発生した粒子の信号を、小型の中性子検出器を用いて検出した。検出信号とFFAGキッカー電磁石の信号の時間差から飛行時間(TOF)を求め、ガンマ線の事象を波形弁別法によって除去して中性子事象をカウントすることで中性子のTOFスペクトルを求めた。得られた中性子のTOFスペクトルから、相対論的運動学によりTTNY及びDDXを求めた。実験で得られたTTNY及びDDXを、モンテカルロ輸送計算コードPHITSによる計算と比較し、PHITSに組み込まれた核反応モデル及び評価済み核データライブラリJENDL-4.0/HEの妥当性を検証するとともに、PHITSによる計算の予測精度を評価した。

論文

Measurement of 107-MeV proton-induced double-differential thick target neutron yields for Fe, Pb, and Bi using a fixed-field alternating gradient accelerator at Kyoto University

岩元 大樹; 中野 敬太; 明午 伸一郎; 佐藤 大樹; 岩元 洋介; 杉原 健太; 西尾 勝久; 石 禎浩*; 上杉 智教*; 栗山 靖敏*; et al.

Journal of Nuclear Science and Technology, 60(4), p.435 - 449, 2023/04

https://doi.org/10.1080/00223131.2022.2115423
 被引用回数：4 パーセンタイル：51.78(Nuclear Science & Technology)

加速器駆動核変換システム(ADS)の研究開発及び京都大学臨界実験装置(KUCA)におけるADS未臨界炉物理の基礎研究を目的として、固定磁場強収束(FFAG)加速器を用いて107MeV陽子による鉄、鉛及びビスマス標的に対する二重微分中性子収量(TTNY)を測定した。TTNYは8個の中性子検出器(各検出器は小型のNE213液体有機シンチレータと光電子増倍管より構成される)からなる中性子検出器システムを用いて飛行時間法により得られたものである。測定で得られたTTNYを、粒子・重イオン輸送コードシステム(PHITS)に組み込まれたモンテカルロ法に基づく核破砕反応モデル(INCL4.6/GEM, Bertini/GEM, JQMD/GEM, JQMD/SMM/GEM)及び評価済み高エネルギー核データライブラリ(JENDL-4.0/HE)による計算結果と比較した。JENDL-4.0/HEを含む比較対象のモデルは、検出器角度5度における高エネルギーピークを再現しないなどの特徴的な不一致が見られた。測定で得られたTTNYとPHITSによって評価した20MeV以下のエネルギー及び角度積分中性子収率を比較した結果、INCL4.6/GEMがKUCAにおけるADS炉物理実験のモンテカルロ輸送シミュレーションに適していることが示された。

論文

京都大学FFAG加速器を用いた加速器駆動型核変換システム(ADS)用核データの実験的研究

岩元 大樹; 明午 伸一郎; 中野 敬太*; 佐藤 大樹; 岩元 洋介; 杉原 健太*; 石 禎浩*; 上杉 智教*; 栗山 靖敏*; 八島 浩*; et al.

Proceedings of 19th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (インターネット), p.404 - 409, 2023/01

https://www.pasj.jp/web_publish/pasj2022/proceedings/PDF/TUP0/TUP040.pdf

加速器駆動核変換システム(ADS)の研究開発に資するため、固定磁場強収束(FFAG)加速器を用い、核データを取得する実験的研究プログラムを開始した。ADSの核設計及び京都大学臨界集合体実験装置(KUCA)における未臨界実験体系の解析で重要となる、鉛及びビスマスの陽子入射中性子収量及び核分裂に関する核データを対象とした。中性子の飛行時間(TOF)測定で要求される短パルスビームの技術開発を行い、その要求値となるビーム幅10ns以下を達成するとともに、107MeV陽子入射による厚い標的中性子収量TTNY及び中性子生成二重微分断面積DDXをTOF法により測定した。TTNY及びDDXの測定には、小型シンチレータと光電子増倍管から構成される中性子検出器を用いた。測定で得られた結果をADSの核設計で用いられるPHITSによる解析値と比較した。さらに、マイクロチャンネルプレート(MCP)と多芯線比例計数管(MWPC)を組み合わせにより、107MeV陽子入射の$$^{208}$$Pb核分裂反応から生成される核分裂片の質量数分布を測定した。本プログラムの最終年度となる令和4年度は、$$^{209}$$Biに対する核分裂片の質量数分布と核分裂で生じる核分裂中性子の測定を実施するとともに、$$^{237}$$Np核分裂計数管を用いて、陽子と標的との核反応で形成される中性子場の測定を実施する予定である。

論文

New $$K$$ isomers in $$^{248}$$Cf

Orlandi, R.; 牧井 宏之; 西尾 勝久; 廣瀬 健太郎; 浅井 雅人; 塚田 和明; 佐藤 哲也; 伊藤 由太; 洲嵜 ふみ; 永目 諭一郎*; et al.

Physical Review C, 106(6), p.064301_1 - 064301_11, 2022/12

https://doi.org/10.1103/PhysRevC.106.064301
 被引用回数：4 パーセンタイル：52.14(Physics, Nuclear)

The nuclear structure of $$^{248}$$Cf produced by the $$^{18}$$O+$$^{249}$$Cf multinucleon transfer reaction was investigated using $$gamma$$-ray spectroscopy. Analysis of the $$gamma$$-ray spectrum of $$^{248}$$Cf revealed the presence of multiple long-lived (isomeric) excited states at low excitation energies. The energies and half-lives of the isomers contain information on the proton and neutron orbits in the heavy-element region and the deformation of atomic nuclei, and are important data to predict the properties of nuclei in the "island of stability".

論文

Measurement of 107-MeV proton-induced double-differential neutron yields for iron for research and development of accelerator-driven systems

岩元 大樹; 中野 敬太; 明午 伸一郎; 佐藤 大樹; 岩元 洋介; 石 禎浩*; 上杉 智教*; 栗山 靖敏*; 八島 浩*; 西尾 勝久; et al.

JAEA-Conf 2022-001, p.129 - 133, 2022/11

https://doi.org/10.11484/jaea-conf-2022-001

加速器駆動システム(ADS)の核特性予測精度の向上と京都大学臨界集合体実験装置(KUCA)におけるADS炉物理実験で用いる中性子源情報の取得を目的として、京都大学の固定磁場強集束(FFAG)加速器を用いた核データ測定実験プログラムを開始した。このプログラムの一環として、鉄に対する陽子入射二重微分中性子収量(TTNY)及び断面積(DDX)を測定した。測定では、真空チェンバ内に設置された鉄標的に107MeVの陽子ビームを照射し、核反応によって標的から発生した粒子の信号を、小型の中性子検出器を用いて検出した。検出信号とFFAGキッカー電磁石の信号の時間差から飛行時間(TOF)を求め、ガンマ線の事象を波形弁別法によって除去して中性子事象をカウントすることで中性子のTOFスペクトルを求めた。得られた中性子のTOFスペクトルから、相対論的運動学により鉄標的に対するTTNY及びDDXを求めた。

論文

The $$^{59}$$Fe(n,$$gamma$$)$$^{60}$$Fe cross section from the surrogate ratio method and its effect on the $$^{60}$$Fe nucleosynthesis

Yan, S. Q.*; Li, X. Y.*; 西尾 勝久; Lugaro, M.*; Li, Z. H.*; 牧井 宏之; Pignatari, M.*; Wang, Y. B.*; Orlandi, R.; 廣瀬 健太郎; et al.

Astrophysical Journal, 919(2), p.84_1 - 84_7, 2021/10

https://doi.org/10.3847/1538-4357/ac12ce
 被引用回数：5 パーセンタイル：33.27(Astronomy & Astrophysics)

The long-lived $$^{60}$$Fe (with a half-life of 2.62 Myr) is a crucial diagnostic of active nucleosynthesis in the Milky Way galaxy and in supernovae near the solar system. The neutron-capture reaction $$^{59}$$Fe(n,$$gamma$$)$$^{60}$$Fe on $$^{59}$$Fe (half-life=44.5 days) is the key reaction for the production of $$^{60}$$Fe in massive stars. This reaction cross section has been previously constrained by the Coulomb dissociation experiment, which offered partial constraint on the E1 $$gamma$$-ray strength function but a negligible constraint on the M1 and E2 components. In this work, for the first time, we use the surrogate ratio method to experimentally determine the $$^{59}$$Fe(n,$$gamma$$)$$^{60}$$Fe cross sections in which all the components are included. We derived a Maxwellian-averaged cross section of 27.5$$pm$$3.5 mb at $$kT$$ = 30 keV and 13.4$$pm$$1.7 mb at $$kT$$ = 90 keV, roughly 10%-20% higher than previous estimates. We analyzed the impact of our new reaction rates in nucleosynthesis models of massive stars and found that uncertainties in the production of $$^{60}$$Fe from the $$^{59}$$Fe(n,$$gamma$$)$$^{60}$$Fe rate are at most 25$$%$$. We conclude that stellar physics uncertainties now play a major role in the accurate evaluation of the stellar production of $$^{60}$$Fe.

論文

Development and operation of an electrostatic time-of-flight detector for the Rare RI storage Ring

長江 大輔*; 阿部 康志*; 岡田 俊祐*; 大甕 舜一朗*; 若山 清志*; 細井 駿*; 鈴木 伸司*; 森口 哲朗*; 天野 将道*; 上岡 大起*; et al.

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 986, p.164713_1 - 164713_7, 2021/01

https://doi.org/10.1016/j.nima.2020.164713
 被引用回数：9 パーセンタイル：71.33(Instruments & Instrumentation)

An electrostatic time-of-flight detector named E-MCP has been developed for quick diagnostics of circulating beam and timing measurement in mass spectrometry at the Rare-RI Ring in RIKEN. The E-MCP detector consists of a conversion foil, potential grids, and a microchannel plate. Secondary electrons are released from the surface of the foil when a heavy ion hits it. The electrons are accelerated and deflected by 90$$^{circ}$$ toward the microchannel plate by electrostatic potentials. A thin carbon foil and a thin aluminum-coated mylar foil were used as conversion foils. We obtained time resolutions of 69(1) ps and 43(1) ps (standard deviation) for a $$^{84}$$Kr beam at an energy of 170 MeV/u when using the carbon and the aluminum-coated mylar foils, respectively. A detection efficiency of approximately 90% was obtained for both foils. The E-MCP detector equipped with the carbon foil was installed inside the Rare-RI Ring to confirm particle circulation within a demonstration experiment on mass measurements of nuclei around $$^{78}$$Ge produced by in-flight fission of uranium beam at the RI Beam Factory in RIKEN. Periodic time signals from circulating ions were clearly observed. Revolution times for $$^{78}$$Ge, $$^{77}$$Ga, and $$^{76}$$Zn were obtained. The results confirmed successful circulation of the short-lived nuclei inside the Rare-RI Ring.

口頭

JAEA反跳生成核分離装置を用いた多核子移行反応における蒸発残留核の測定

洲嵜 ふみ; 西尾 勝久; Andreyev, A. N.; 廣瀬 健太郎; Orlandi, R.; 牧井 宏之

no journal, , 

多核子移行反応は中性子数の多い原子核を生成できることから、天体での元素合成や超重元素の分野で注目を集めている。また、不安定同位体の中性子捕獲断面積や核分裂断面積を代理反応として決定する手法に活用されている。目的とする原子核を生成する場合、最適な 原子核の組み合わせと反応エネルギーを決定する必要があるが、反応直後の複合核のスピン分布など未解明な点が多く、指針となるモデルを構築するためにも多面的な実験が必要である。本研究では、多核子移行反応で生成される複合核から蒸発残留核を生成する確率を求める。これまで原子力機構が開発した多核子移行反応の測定技術を活用し、散乱粒子を検出して複合核とその励起エネルギーを決定したうえで、反跳生成核分離装置(JAEA-RMS)を用いて蒸発残留核を検出する。本講演では、$$^{209}$$Bi標的に$$^{30}$$Siビームを照射した結果について述べる。

口頭

京都大学FFAG加速器を用いた核データ測定実験における中性子生成二重微分断面積の解析及び$$^{237}$$Np核分裂計数管を用いた核破砕中性子場の測定

岩元 大樹; 明午 伸一郎; 佐藤 大樹; 岩元 洋介; 杉原 健太*; 石 禎浩*; 上杉 智教*; 栗山 靖敏*; 八島 浩*; 西尾 勝久; et al.

no journal, , 

加速器駆動核変換システム(ADS)の研究開発及び京都大学におけるADS未臨界炉物理実験に資する核反応データを取得することを目的として、2019年10月より京都大学のFFAG (Fixed Field Alternating Gradient)加速器を用いたADS用核データの実験的研究を行なっている。本発表では、2022年度実施した107MeV陽子入射による鉛及びビスマスに対する中性子生成二重微分断面積の解析結果及び核反応モデルによる解析値との比較結果について報告するとともに、$$^{237}$$Np核分裂計数管を用いた核破砕中性子場測定実験の内容及び実験結果についても報告する。

口頭

$$^{254}$$Es標的を用いた自発核分裂測定

浅井 雅人; 塚田 和明; 佐藤 哲也; 伊藤 由太; 西尾 勝久; 牧井 宏之; 廣瀬 健太郎; Orlandi, R.; 洲嵜 ふみ; 青木 涼太; et al.

no journal, , 

中性子過剰重アクチノイド核の核分裂では、核分裂片の質量分布が通常のアクチノイド核とは大きく異なる極めて特異な分布を示す。本研究ではこれらの中性子過剰重アクチノイド核を、短半減期かつ稀少な同位体である$$^{254}$$EsにJAEAタンデム加速器からの重イオンビームを照射して多核子移行反応によって合成し、オンライン同位体分離装置ISOLを用いて同位体分離することに成功した。同位体分離した$$^{256}$$Fm, $$^{258}$$Fm, $$^{259}$$Md, $$^{259}$$Lrの自発核分裂片の質量分布と全運動エネルギー分布を精度良く測定することで、この領域で見られる特異な核分裂機構の解明に重要な貴重なデータを得ることができた。

口頭

加速器駆動核変換システム開発のための核データ実験プログラム

岩元 大樹; 明午 伸一郎; 西尾 勝久; 石 禎浩*; 廣瀬 健太郎; 岩元 洋介; 栗山 靖敏*; 牧井 宏之; 前川 藤夫; 森 義治*; et al.

no journal, , 

加速器駆動核変換システム(ADS)の研究開発や基礎研究に資する核データを取得するため、令和元年度から令和4年度にかけて、ADS標的材に対する100MeV領域陽子入射反応に関する核データ測定実験プログラムを実施した。本プログラムでは、京都大学FFAG加速器を用いて、$$^{rm nat}$$Fe、$$^{rm nat}$$Pbおよび$$^{209}$$Biに対する陽子入射中性子収量(TTNY)、$$^{rm nat}$$Pbおよび$$^{209}$$Biに対する中性子生成二重微分断面積(DDX)、核破砕中性子による$$^{237}$$Npの核分裂率、$$^{208}$$Pb(p,f)反応および$$^{209}$$Bi(p,f)反応で生成される核分裂片の質量数分布、および核分裂中性子に関するデータを取得するとともに、実験値との比較により核反応モデルの精度検証を行った。測定データと核反応モデルによる解析値との比較により、核反応モデルの高度化に向けて取り組むべき課題が明らかになった。

口頭

The Deformed shell gap at $$Z$$=100 and new isomers in $$^{248}$$Cf

Orlandi, R.; 牧井 宏之; 西尾 勝久; 廣瀬 健太郎; 浅井 雅人; 塚田 和明; 佐藤 哲也; 伊藤 由太; 洲嵜 ふみ

no journal, , 

Theoretical models predict the existence of an "Island of Stability" (IoS) of long-lived superheavy elements around proton number Z=114-126 and neutron number N=184. Neutron-rich actinides neighboring the deformed shell gaps at Z=100 and N=152 provide indirect information on the IoS: the nuclear structure of these lighter nuclei is in fact influenced by sub-states of nucleon orbits associated with the IoS shell gaps. The nuclear structure of neutron-rich actinide $$^{248}$$Cf (Z=98, N=150) was investigated using $$gamma$$-ray spectroscopy at the JAEA Tokai Tandem accelerator, where this nucleus was produced via the $$^{18}$$O+$$^{249}$$Cf multi-nucleon transfer reaction. New $$gamma$$-ray transitions were observed using a composite array of Ge detectors and LaBr$$_3$$(Ce) scintillators, leading to an expanded level scheme and a deeper understanding of its structure. Two isomeric states with lifetimes in the nanosecond range, measured by the scintillators, were found among the low-lying excited states of this isotope. One of the two measured lifetimes characterizes the previously known band-head of the 2$$^-$$ octupole-vibrational band at 592 keV. The other isomer decays via a low-energy E1 transition to a longer-lived state, for which we propose a (5$$^-$$) spin-parity assignment, based on the coupled 7/2[633] and 3/2[521] proton orbitals. The evidence for this latter K isomer and its implications for the Z=100 deformed shell gap will be discussed.

口頭

アクチノイド核を標的としたアイソマー核分光

杉山 晃一*; 郷 慎太郎*; 富松 太郎*; 甲斐 民人*; 長江 大輔*; 石橋 優一*; 松永 壮太郎*; 永田 優斗*; 西畑 洸希*; 鷲山 広平*; et al.

no journal, , 

中性子過剰重アクチノイド核の励起準位構造を明らかにするため、アイソマースコープ法を用いたアクチノイド核のインビーム$$gamma$$線分光実験を実施した。中性子過剰重アクチノイド核は、原子力機構タンデム加速器で加速したO-18($$^{18}$$O)ビームをCm-248($$^{248}$$Cm)標的に照射して多核子移行反応で合成した。後方に散乱したビーム様粒子をSi E-$$Delta$$E検出器で検出して生成核を識別し、前方方向に散乱された標的様粒子の核異性体を60mm程度下流に設置したアルミ板で捕集した。アルミ板の周囲に4台のGe検出器及び4台のLaBr検出器を設置して、捕集された核異性体からの$$gamma$$線を測定した。標的と検出器の間にタングステン遮蔽を設置して標的から放出される多量の$$gamma$$線を遮蔽し、アクチノイド核異性体からの$$gamma$$線を感度良く検出することに成功した。

口頭

FFAG陽子加速器を用いた鉄標的からの中性子エネルギースペクトルの測定

中野 敬太; 岩元 大樹; 明午 伸一郎; 西尾 勝久; 石 禎浩*; 廣瀬 健太郎; 岩元 洋介; 栗山 靖敏*; 前川 藤夫; 牧井 宏之; et al.

no journal, , 

加速器駆動核変換システム(ADS)の実現に向け、京都大学のFFAG加速器を用いたADS用核データの実験的研究プログラムが進行中である。本プログラムの一環として、ADSにおいて重要となるFe, Pb, Bi標的に対する数十から100MeVの陽子入射反応による生成中性子のエネルギースペクトルを測定する。発表ではこれまでに実施したFe標的に対する実験とその結果について報告する。

口頭

JAEA反跳生成核分離装置を用いた多核子移行反応の研究

洲嵜 ふみ; 西尾 勝久; Andreyev, A. N.*; 廣瀬 健太郎; Orlandi, R.; 牧井 宏之; Smallcombe, J.; 伊藤 由太

no journal, , 

天体における元素合成や超重元素の合成の分野において、中性子の多い原子核を生成する反応として多核子移行反応が注目されている。これら中性子過剰核の生成断面積は、多核子移行反応で複合核を生成する断面積と、複合核が核分裂することなく脱励起して生き残る確率の積で表される。この生き残り確率は、複合核の励起エネルギー分布とスピン分布に依存するが、核分裂が競合する領域での詳細なデータはほとんどない。本研究では、蒸発残留核断面積を測定することでこれらを明らかにすることを目標とする。実験は、JAEA反跳生成核分離装置(JAEA-RMS)を用いて行った。JAEA-RMSを回転させることで、断面積の角度依存性を調べることができる。実験手法を確立するため、まず$$^{30}$$Si+$$^{209}$$Bi反応を調べた。JAEA-RMSの焦点において蒸発残留核の$$alpha$$崩壊を測定し、核種を同定した。その上で、核種ごとに断面積の角度依存性を決定したので報告する。

口頭

JAEA東海タンデム加速器でのEs-254を用いた核分裂実験

廣瀬 健太郎; 西尾 勝久; 牧井 宏之; Orlandi, R.; 塚田 和明; 浅井 雅人; 佐藤 哲也; 伊藤 由太; 洲嵜 ふみ; 永目 諭一郎*; et al.

no journal, , 

質量数258近傍の原子核では、自発核分裂の測定によって、質量分布に特徴的な現象が観測されている。Fm256では、ウランなどのように軽い核分裂片と重い分裂片に分裂し、質量分布はふた山のピークを形成するのに対し、中性子がたった2つ増えたFm258では、鋭いひと山のピークを形成するのである。このような特徴的な現象を調べるために、原子力機構の東海タンデム加速器施設において、O18+Es254反応を用いた多核子移行核分裂実験を行ったので報告する。

口頭

JAEA反跳生成核分離装置を用いた多核子移行反応生成核のアイソマー状態/基底状態比測定

洲嵜 ふみ; 西尾 勝久; 牧井 宏之; 廣瀬 健太郎; Orlandi, R.; Smallcombe, J.

no journal, , 

多核子移行反応は、中性子過剰核を生成する反応として宇宙での元素合成や超重元素合成の分野で注目されている。標的核と入射核が多核子移行反応を通して励起状態の複合核を形成し、これが核分裂をすることなく脱励起すれば蒸発残留核ができる。この生き残り確率は、複合核のスピン分布に依存するが、スピン分布を実験的に決定した例はない。蒸発残留核としての生成核種に基底状態と異なるスピン状態のアイソマーが存在する場合、これらの割合は、複合核スピン分布を知る手がかりとなる。本研究では、JAEA反跳生成核分離装置(JAEA-RMS)を用いて、蒸発残留核を分離し、焦点に設けたシリコン検出器で$$alpha$$崩壊を観測することで、生成核種を同定するとともに基底またはアイソマー状態の生成割合を決定した。特に、JAEA-RMSを0度から40度の範囲で回転できること、また電磁場設定で反応のQ値を特定しながら測定できる特徴を活かし、アイソマー比の変化を詳細に調べた。$$^{209}$$Biに$$^{30}$$Siを照射し、3核種についてアイソマー比$$^{212}$$At(J$$pi$$=9-)/$$^{212}$$At(1-), $$^{214}$$Fr(J$$pi$$=8-)/$$^{214}$$Fr(1-), $$^{211}$$Po(J$$pi$$=25/2+)/$$^{211}$$Po(9/2+))を獲得したので報告する。

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