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論文

Current status of the "Hybrid Kurotama model" for total reaction cross sections

Sihver, L.*; 小濱 洋央*; 飯田 圭*; 親松 和浩*; 橋本 慎太郎; 岩瀬 広*; 仁井田 浩二*

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 334, p.34 - 39, 2014/09

 被引用回数:10 パーセンタイル:26.91(Instruments & Instrumentation)

物質中を通過する際の核反応の発生確率や生成するフラグメントの量は、核子-原子核および原子核-原子核間の全反応断面積により与えられる。そのため、加速器施設における遮へい設計や粒子線治療における線量評価等を目的とした粒子や重イオンの輸送計算においては、これらの全反応断面積を精度よく計算できるモデルが重要な役割を果たす。黒玉モデルは、原子核を完全に粒子を吸収する黒体と仮定し、陽子-原子核の散乱データからその半径を系統的に評価することで、様々な原子核の全反応断面積を計算するモデルである。しかし、この仮定は数100MeV/u以下のエネルギー領域では満たされず、実験データを再現しないという問題があった。本研究では、低エネルギー領域をTripathiらの半経験的モデルで与える"ハイブリッド黒玉モデル"を新たに開発した。このハイブリッド黒玉モデルにより、陽子-He、陽子-原子核、原子核-原子核間の全反応断面積を評価し、これらの反応の実験データとの比較を行った。その結果、他の従来モデルと比べて幅広いエネルギー領域で実験データの再現性が高くなり、粒子輸送計算で利用する全反応断面積モデルとして非常に有効であることがわかった。

論文

Neutron drip line and the equation of state of nuclear matter

親松 和浩*; 飯田 圭*; 小浦 寛之

Physical Review C, 82(2), p.027301_1 - 027301_4, 2010/08

 被引用回数:17 パーセンタイル:29.21(Physics, Nuclear)

中性子ドリップ線が原子核の対称エネルギーの密度依存性にどのように関連するのか、非対称原子核物質の状態方程式に依存させた方法で原子核質量計算を計算可能である巨視的原子核模型を用いて考察した。これら原子核質量から得られる中性子ドリップ線は対称エネルギーの密度微係数が増加するのに従って核図表上を中性子過剰側に移動することが示された。このような移動は軽核領域で顕著であり、これはおもに中性子過剰核が持つ表面の性質の表れとして理解できるものであることを示した。

論文

原子核の液滴模型の再考

親松 和浩*; 飯田 圭*; 小浦 寛之

愛知淑徳大学現代社会研究科研究報告, (3), p.1 - 10, 2008/06

液滴模型は原子核の束縛エネルギーや大きさを記述するために古くから使われてきた代表的な模型である。近年、元素の起源の謎を解くために重要な中性子過剰原子核の構造に注目が集まっている。本研究ではその鍵となる陽子中性子数の非対称度に伴う対称エネルギーと原子核表面の性質を液滴模型を用いて検討する。具体的には最新の原子質量の測定値を用いて液滴模型の係数の値を最小2乗法で決定する。その結果、非対称度に関して4乗以上の高次の対称エネルギー項が存在すること、曲率項は不要であることが示唆された。また、質量数50以下の原子核のデータだけで係数の値を決めることは難しいが、軽い核の半径は重い核の質量数依存性よりも大きめになることが示唆された。

論文

Evaluation of Delayed Neutron Data for JENDL-3.3

吉田 正*; 岡嶋 成晃; 桜井 健; 中島 健; 山根 剛; 片倉 純一; 田原 義壽*; 瑞慶覧 篤*; 親松 和浩*; 大澤 孝明*; et al.

Journal of Nuclear Science and Technology, 39(Suppl.2), p.136 - 139, 2002/08

核データファイルJENDL-3.3の評価に寄与するために、$$^{235}$$U,$$^{238}$$U,$$^{239}$$Puの遅発中性子データの評価を行い、推奨値を求めた。遅発中性子収率に関しては、臨界実験装置FCAとTCA(原研),MASURCA(フランスCEA)における、最近の$$beta_{eff}$$の積分実験の結果を用いてJENDL-3.2の遅発中性子収率を調整した。その結果、高速炉や熱中性子炉の炉物理計算において重要なエネルギー領域で、収率の調整結果を誤差$$pm$$5%以内で得ることができた。特に、$$^{238}$$Uに関しては、調整によりJENDL-3.2の値と比べて約3%小さな収率を得た。遅発中性子の6群崩壊定数等の評価も行った。これは、核データ評価の国際ワーキングパーティー(WPEC)の遅発中性子データ評価サブグループの活動においてSpriggsが収集した遅発中性子の放出率の実験データを、最小二乗法により処理することにより行った。さらに、臨界実験装置VHTRC,TCAとTRACY(原研),VIPEX(ベルギーSCK/CEN)におけるペリオド測定やロッドドロップ測定の結果を用いて、得られた6群定数の検証を行った。その結果、新たな6群定数を用いると、JENDL-3.2の定数を用いた場合に比べて反応度価値が約3%増加し、反応度効果のC/E値を改善する傾向にあることがわかった。

報告書

JENDL FP decay data file 2000

片倉 純一; 吉田 正*; 親松 和浩*; 橘 孝博*

JAERI 1343, 79 Pages, 2001/07

JAERI-1343.pdf:4.94MB

原子核工学分野での利用を目指してJENDL FP崩壊データファイル2000を開発した。このファイルはJENDL特殊目的データファイルの1つで、ENDF-6のフォーマットで編集されている。安定核142を含む1229の核種の崩壊形式,Q値,分岐比,$$beta$$線,$$gamma$$線及び$$alpha$$線の崩壊あたりの放出エネルギー及びスペクトルデータが収納されている。このファイルを用いた崩壊熱及び$$beta$$線や$$gamma$$線のスペクトル計算は、測定値と良い一致を示し、総和計算への適用性を確認した。

論文

Estimation of $$beta$$- and $$gamma$$-ray spectra for JENDL FP decay data file

片倉 純一; 吉田 正*; 親松 和浩*; 橘 孝博*

Journal of Nuclear Science and Technology, 38(7), p.470 - 476, 2001/07

 被引用回数:5 パーセンタイル:58.98(Nuclear Science & Technology)

JENDL特殊目的データファイルの1つとしてJENDL FP崩壊データファイルを作成した。ファイルには1229種類のFP核種の崩壊データが収納されている。本論文は、このうち$$beta$$線及び$$gamma$$線のスペクトルについて述べたものである。FP核種の大半は半減期が短いなどにより信頼できるスペクトルの測定データが少ない。このため、理論計算により測定データを補い、すべての不安定なFP核種のスペクトルを推定し、JENDL FP崩壊データファイルに収納してある。スペクトルの収納にあたっては、崩壊熱計算に使用される平均崩壊エネルギーと矛盾のないようにしてある。この収納してあるスペクトルを用いて、核分裂後のFP核種による$$beta$$線及び$$gamma$$線スペクトルを計算し、それらの測定スペクトルとの比較を行った。この比較により、JENDL FP崩壊データファイルに収納されているスペクトルの有効性を確認した。

論文

Vacuum discharge as a possible source of $$gamma$$-ray bursts

Mao, G.; 千葉 敏; Greiner, W.*; 親松 和浩*

International Journal of Modern Physics E, 9(2), p.185 - 192, 2000/04

 被引用回数:0 パーセンタイル:100(Physics, Nuclear)

高密度物質中での強い相互作用によって起こる真空(Dirac海)からの自発的な粒子・反粒子生成によって$$gamma$$線バーストのエネルギーが説明できることを示す。われわれのモデルでは、生成された反粒子が周囲に存在する物質中で対応する同種粒子と対消滅し非常に大きなエネルギーを放出し、それが$$gamma$$線バーストのエネルギー源となる。このような粒子・反粒子対生成を起こすのに必要な臨界密度以上の高密度物質を作る候補としては、二つの中性子星の衝突、またはブラックホールと中性子星の合体が考えられる。そこで、二つの中性子星の衝突の場合に起こる陽子・反陽子生成と引き続き起こる対消滅によるエネルギー放出量を推定し、約10$$^{51}$$から10$$^{53}$$erg(衝突係数によって異なる)という値を得た。この値は、最もエネルギーの大きい$$gamma$$線バーストの初期エネルギーとして観測より推定されている値と一致する。本研究においてわれわれが提案したシナリオを検証するために、$$gamma$$線バースト源からの反陽子スペクトルを測定することを提案する。

報告書

Vacuum discharge as a possible source of $$gamma$$-ray bursts

Mao, G.; 千葉 敏; Greiner, W.*; 親松 和浩*

JAERI-Research 99-072, p.15 - 0, 1999/12

JAERI-Research-99-072.pdf:0.7MB

高密度物質中での強い相互作用によって起こる真空(Dirac海)からの自発的な粒子・反粒子生成によって$$gamma$$線バーストのエネルギーが説明できることを示す。われわれのモデルでは、生成された反粒子が周囲に存在する物質中で対応する同種粒子と対消滅し非常に大きなエネルギーを放出し、それが$$gamma$$線バーストのエネルギー源となる。このような粒子・反粒子対生成を起こすのに必要な臨界密度以上の高密度物質を作る候補としては、二つの中性子星の衝突、またはブラックホールと中性子星の合体が考えられる。そこで、二つの中性子星の衝突の場合に起こる陽子・反陽子生成と引き続き起こる対消滅によるエネルギー放出量を推定し、約10$$^{51}$$から10$$^{53}$$erg(衝突係数によって異なる)という値を得た。この値は、最もエネルギーの大きい$$gamma$$線バーストの初期エネルギーとして観測されている値と一致する。本研究においてわれわれが提案したシナリオを検証するために、$$gamma$$線バースト源からの反陽子スペクトルを測定することを提案する。

論文

Nuclear matter structure studied with quantum molecular dynamics

丸山 敏毅; 仁井田 浩二*; 親松 和浩*; 丸山 智幸*; 千葉 敏; 岩本 昭

Nuclear Physics A, 654(3-4), p.908C - 911C, 1999/00

超新星や中性子星表面における、低い密度領域では、密度の低下とともに、一様な構造から泡状の穴、パイプ穴板状、棒状、球状原子核へと構造が変化するのではないかと言われている。この奇妙な形状は超新星爆発の際、爆発強度を左右するニュートリノ吸収過程に影響したり、中性子星自転周期の変動のメカニズムに大きくかかわっている可能性がある。われわれは原子核反応の微視的シミュレーションであるQMDに周期境界条件を課すことで核物質のシミュレーションを行った。その結果従来の研究で予想された構造に近いものが現れたが、形や配置が不規則で、また低密度では$$alpha$$粒子等の軽いクラスターが混在するという、これまでの研究と異なる点も見られた。

論文

Quantum molecular dynamics approach to the nuclear matter below the saturation density

丸山 敏毅; 仁井田 浩二*; 親松 和浩*; 丸山 智幸*; 岩本 昭; 千葉 敏

Physical Review C, 57(2), p.655 - 665, 1998/02

 被引用回数:91 パーセンタイル:3.63(Physics, Nuclear)

原子核反応のシミュレーションであるQMD(量子分子動力学)法を周期的境界条件を課した上で核物質無限系に適用した。飽和密度以下では、核物質が一様なものから非一様な構造をもったものへと変化し、これが状態方程式を軟かくすることを見出した。また非一様な構造が、密度によって棒状や板状に変化する様子も見られた。陽子含有率の小さな中性子星物質では、中性子の海にクラスターが浮かんだような構造になり、クラスターの形状も陽子含有率によって異なることが分かった。これらの現象は中性子星のグリッチや超新星爆発のプロセス解明に重要な意味をもっている。

論文

科学と技術のための核データ国際会議

柴田 恵一; 深堀 智生; 高野 秀機; 石橋 健二*; 渡辺 幸信*; 小林 捷平*; 馬場 護*; 親松 和浩*

日本原子力学会誌, 39(10), p.863 - 865, 1997/00

1997年5月19日~24日にイタリアのトリエステで核データ国際会議が開催された。参加者総数は425名で、主要国別参加者数は、ロシア68名、米国52名、イタリア49名、日本46名、ドイツ34名であった。会議のトピックスは核反応機構、装置と実験、核構造と崩壊、評価とデータセンター活動、原子炉技術・安全・燃料サイクル、標準とドシメトリー、FP消滅処理・アクチニドリサイクル、環境・保障措置・核不拡散、加速器技術・応用・宇宙科学、天体物理、医学利用、産業利用の12テーマであった。本稿では主なトピックスでの講演内容を紹介する。

口頭

不安定核質量と核物質の状態方程式

親松 和浩*; 飯田 圭*; 小浦 寛之

no journal, , 

核物質の状態方程式の対称エネルギーの密度微分パラメーター$$L$$の値は不安定原子核の質量や半径に感度を持つはずである。これまでわれわれは$$L$$が不安定核半径にある程度の感度を持ち、また中性子星クラストでのパスタ原子核の存在可能性が$$L$$の値によって決定されることを示してきた。本研究では、特に半径の測定も現実的になってきたNi程度までの比較的軽い不安定核に注目し、これらの核の質量に対して$$L$$の値がどの程度の感度を持つかを検討する。軽い核では殻効果や対相関効果などにより個々の核の個性が強く、マクロな性質である状態方程式の情報を取り出すことはそれほど容易ではない。そこで、本報告では、山田・松本タイプのシステマティックスを利用して、現在得られている質量測定値から$$L$$の値を決定することを試み、どの程度の不定性があるかを議論する。

口頭

不安定核質量と核物質の状態方程式,2

親松 和浩*; 飯田 圭*; 小浦 寛之

no journal, , 

核物質の状態方程式の対称エネルギーの密度微分パラメーターLの値を不安定核質量からどの程度しぼれるかを検討する。これまでわれわれはLが不安定核半径にある程度の感度を持ち、また中性子星クラストでのパスタ原子核の存在可能性がLの値によって決定されることを示してきた。前回の報告では、Ni同位体の質量がLに感度を持ち、$$^{48}$$Niや$$^{78}$$Niといった大きな非対称度を持つ不安定核質量の系統性からLの値を決定する可能性を示した。またLの値の導出には、対エネルギー の効果をキャンセルするように2中性子分離エネルギーS$$_{2n}$$,2陽子分離エネルギーS$$_{2p}$$を用いるとよく、特に非対称効果を取り出すにはS$$_{2n}$$-S$$_{2p}$$のL依存性を使うとよいことを議論した。今回は核図表全体でのmassのL依存性(感度)を検討する。前回報告したNiは比較的軽く、また大きな非対称度を持つNi同位体にdoubly magic核があるため、マクロモデルでの解析には必ずしも適当ではないからである。Lの値をマクロモデルで決定する場合に生じる不確かさの一つとして、Coulomb exchangeの効果についても議論する。

口頭

不安定核質量と核物質の状態方程式,3

親松 和浩*; 飯田 圭*; 小浦 寛之

no journal, , 

核物質の状態方程式の対称エネルギーの密度微分パラメーターLの値を、マクロ原子核モデルを用いて、不安定核質量からどの程度しぼれるか検討している。Lの値は不安定核半径にある程度の感度を持つ。また、中性子星クラストでのパスタ原子核の存在可能性はLの値によって決定される。前回はNi, Sn同位体を例にして、質量のL依存性の検討には、2陽子分離エネルギーの同位体依存性を解析すると良いことを確認した。同位体の2陽子分離エネルギーは、中性子数に関する振る舞いが素直で、対エネルギーの効果も抑えられる。ただし、NiとSn同位体についてはN=Z核のWigner項が顕著に見えることと殻効果のため、これらの同位体だけからL依存性を決定するのは難しそうである。そこで今回は、軽い核から重い核まで核図表全体で、Lの値の違いが質量の振る舞いにどの程度に反映するかを定量的に検討する。さらに、Lと表面対称エネルギーの相関に着目して、同じモデルで評価した半径のL依存性と組合せることにより、どの領域の原子核がLの値の評価に適当かを検討したい。

口頭

原子核の液滴模型の再考

親松 和浩*; 飯田 圭*; 小浦 寛之

no journal, , 

液滴模型は原子核の束縛エネルギーや大きさを記述するために古くから使われてきた代表的な模型である。近年、元素の起源の謎を解くために重要な中性子過剰原子核の構造に注目が集まっている。本研究ではその鍵となる陽子中性子数の非対称度に伴う対称エネルギーと原子核表面の性質を液滴模型を用いて検討する。具体的には最新の原子質量の測定値を用いて液滴模型の係数の値を最小2乗法で決定する。その結果、非対称度に関して4乗以上の高次の対称エネルギー項が存在すること,曲率項は不要であることが示唆された。また、質量数50以下の原子核のデータだけで係数の値を決めることは難しいが、軽い核の半径は重い核の質量数依存性よりも大きめになることが示唆された。

口頭

中間エネルギーでの不安定核全反応断面積と変形度

小濱 洋央*; 飯田 圭*; 親松 和浩*; 小浦 寛之

no journal, , 

中性子過剰核の全反応断面積は、一様核物質対称エネルギーの密度微係数$$L$$を知るうえで重要な測定量の一つである。ここではネオンやマグネシウムの同位体に対して、最近RIBFにおいて核子あたり240MeVのエネルギーで測定された相互作用断面積の予備データに着目する。950MeVでのデータも既に得られており、系統的解析が不可欠である。前回は、変形の効果も加味した"変形くろたま模型"を提案するとともに、$$L$$に依存する形で構築した全反応断面積公式を用い、データのエネルギー依存性及びアイソトープ依存性を報告した。今回は、幾つかの微視的核構造模型で得られた変形度をそれぞれに用いた幾何学的模型での結果を比較する。そうすることで、断面積値に関する結果の不定性を検討する。

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