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論文

Third international challenge to model the medium- to long-range transport of radioxenon to four Comprehensive Nuclear-Test-Ban Treaty monitoring stations

Maurer, C.*; Galmarini, S.*; Solazzo, E.*; Ku$'s$mierczyk-Michulec, J.*; Bar$'e$, J.*; Kalinowski, M.*; Schoeppner, M.*; Bourgouin, P.*; Crawford, A.*; Stein, A.*; et al.

Journal of Environmental Radioactivity, 255, p.106968_1 - 106968_27, 2022/12

https://doi.org/10.1016/j.jenvrad.2022.106968
 被引用回数：0 パーセンタイル：0(Environmental Sciences)

2015, 2016年のモデル比較演習を経て、2019年に包括的なXe-133大気輸送モデル比較試験を企画した。欧米の医療用RI製造施設であるIREやCNLからの排出の影響が大きいヨーロッパと北米にある4つのCTBT国際モニタリングシステム局を対象とし、約30の参加モデルの結果の比較とアンサンブルを実施した。第2回ATMチャレンジの教訓により、参加者は事務局の指定する条件に基づいて計算を実施した。その結果、IREとCNLからの正確な日別スタック排出量を使用しても、拡散過程における誤差、残存排出源の適切な特性化、長いIMSサンプリング時間(12$$sim$$24時間)のデメリットと相殺され、平均すればスコアの改善が見られないことが確認された。一方、任意のモデル計算結果を用いたアンサンブルを実施したところ、今回対象とした4つの観測所でのXe-133バックグラウンドを十分に予測できることが確認できた。有効なアンサンブルのサイズは5以下であった。

論文

International challenge to model the long-range transport of radioxenon released from medical isotope production to six Comprehensive Nuclear-Test-Ban Treaty monitoring stations

Maurer, C.*; Bar$'e$, J.*; Kusmierczyk-Michulec, J.*; Crawford, A.*; Eslinger, P. W.*; Seibert, P.*; Orr, B.*; Philipp, A.*; Ross, O.*; Generoso, S.*; et al.

Journal of Environmental Radioactivity, 192, p.667 - 686, 2018/12

https://doi.org/10.1016/j.jenvrad.2018.01.030
 被引用回数：22 パーセンタイル：64.56(Environmental Sciences)

地下核実験検知のためには、医療用放射性同位元素製造施設から放出される放射性キセノンのCTBT観測所への影響を把握することが大変重要である。医療用放射性同位元素製造施設から放出される放射性キセノンのCTBT放射性核種観測所への影響に関する調査の一環として、オーストラリアの医療用放射性同位元素製造施設からの放射性キセノンの放出データに基づき、本施設から放出された放射性キセノンが南半球の6つのCTBT放射性核種観測所に与える影響のATM(大気輸送モデル)を用いた予測が10カ国からの参加者により行われた。

論文

EXILL; A High-efficiency, high-resolution setup for $$gamma$$-spectroscopy at an intense cold neutron beam facility

Jentschel, M.*; Blanc, A.*; de France, G.*; K$"o$ster, U.*; Leoni, S.*; Mutti, P.*; Simpson, G.*; Soldner, T.*; Ur, C.*; Urban, W.*; et al.

Journal of Instrumentation (Internet), 12(11), p.P11003_1 - P11003_33, 2017/11

https://doi.org/10.1088/1748-0221/12/11/P11003
 被引用回数：34 パーセンタイル：84.77(Instruments & Instrumentation)

A highly efficient array of high-purity germanium (HPGe) detectors was developed and operated at the cold neutron beam facility PF1B of the Institut Laue-Langevin (ILL) to carry out nuclear structure studies, via measurements of $$gamma$$-rays following neutron-induced capture and fission reactions. The setup consisted of a collimation system producing a pencil beam with a thermal capture equivalent flux of about 10$$^8$$ns$$^{-1}$$cm$$^{-2}$$ at the target position and negligible neutron halo. The target was surrounded by an array of eight to ten anti-Compton shielded EXOGAM Clover detectors, four to six anti-Compton shielded large coaxial GASP detectors and two standard Clover detectors. For a part of the campaign the array was combined with 16 LaBr$$_{3}$$:(Ce) detectors from the FATIMA collaboration.

論文

Intermediate-energy Coulomb excitation of $$^{30}$$Na

Ettenauer, S.*; Zwahlen, H.*; Adrich, P.*; Bazin, D.*; Campbell, C. M.*; Cook, J. M.*; Davies, A. D.*; Dinca, D.-C.*; Gade, A.*; Glasmacher, T.*; et al.

Physical Review C, 78(1), p.017302_1 - 017302_4, 2008/07

https://doi.org/10.1103/PhysRevC.78.017302
 被引用回数：13 パーセンタイル：63.59(Physics, Nuclear)

ミシガン州立大学国立超伝導サイクロトロン研究所にて、中性子過剰核$$^{30}$$Naの中間エネルギークーロン励起実験が行われ、基底状態からのB(E2)が初めて測定された。この実験で$$gamma$$線が1本観測され、$$B(E2;2^+_{gs} to 3^+_1)=147(21)$$ $$e^2$$fm$$^4$$が得られた。この原子核は、以前発表者らの殻模型計算によって中性子数20の魔法数が消滅する核であるとされており、大きなB(E2)値が予言されていた。この実験で大きなB(E2)値が得られたことから、発表者らの描像が妥当であることが確かめられた。一方、殻模型計算では基底状態から$$4^+$$へ励起するB(E2)値も大きく、この実験で見えることが期待されたが、見つからなかった。その原因については今後の実験及び理論の研究が待たれている。

論文

Single-neutron knockout from intermediate energy beams of $$^{30,32}$$Mg; Mapping the transition into the "island of inversion"

Terry, J. R.*; Brown, B. A.*; Campbell, C. M.*; Cook, J. M.*; Davies, A. D.*; Dinca, D.-C.*; Gade, A.*; Glasmacher, T.*; Hansen, P. G.*; Sherrill, B. M.*; et al.

Physical Review C, 77(1), p.014316_1 - 014316_12, 2008/01

https://doi.org/10.1103/PhysRevC.77.014316
 被引用回数：74 パーセンタイル：95.23(Physics, Nuclear)

ミシガン州立大学サイクロトロンにて、中性子過剰核$$^{30,32}$$Mgビームからの一粒子ノックアウト反応の断面積を測定した。その結果、$$^{32}$$Mgからのノックアウト反応により$$^{31}$$Mgの状態が多数観測され、負パリティ状態と考えられている状態を直接生成する断面積が大きいことがわかった。このことは、$$^{32}$$Mgの基底状態の波動関数に負パリティを持つpf軌道に中性子が励起した状態が相当含まれていないと説明されないことを意味し、モンテカルロ殻模型などが予言する2粒子2空孔励起の描像を強く支持するものである。さらに、この実験結果からスペクトロスコピック因子を引き出し、原子力機構でなされたモンテカルロ殻模型計算と比較したところ、両者の良い一致が得られた。すなわち、この「逆転の島」領域における殻模型の妥当性が示された。

論文

Direct evidence for the onset of intruder configurations in neutron-rich Ne isotopes

Terry, J. R.*; Basin, D.*; Brown, B. A.*; Campbell, C. M.*; Church, J. A.*; Cook, J. M.*; Davies, A. D.*; Dinca, D.-C.*; Enders, J.*; Gade, A.*; et al.

Physics Letters B, 640(3), p.86 - 90, 2006/09

https://doi.org/10.1016/j.physletb.2006.06.061
 被引用回数：58 パーセンタイル：93.16(Astronomy & Astrophysics)

アメリカ・ミシガン州立大学にある超伝導サイクロトロンを用いて生成された、中性子過剰核$$^{28}$$Neの一中性子ノックアウト反応により、$$^{27}$$Neの低励起状態を探索した。その結果、885keVの765keVの二つの励起状態が見つかった。中性子数20の魔法数が良いと仮定したsd殻模型計算では、この原子核では中性子分離エネルギーまでに一つしか励起状態がないとされるため、少なくともこれらのうち一つは魔法数を規定する20の殻ギャップを超えて中性子が励起した状態と結論づけられる。原子力機構で行ったモンテカルロ殻模型計算によると、中性子数20の殻ギャップがNe同位体ではかなり縮まるため、1粒子1空孔励起した配位が主である負パリティ状態が1MeV以下の低い励起エネルギーに出現することが予言されている。この実験結果はまさにそのような状態が存在することを示したものであり、Neにおける殻ギャップについて大きな知見を与えた。

論文

$$beta$$-delayed $$gamma$$ spectroscopy of neutron rich $$^{27,28,29}$$Na

Tripathi, V.*; Tabor, S. L.*; Hoffman, C. R.*; Wiedeking, M.*; Volya, A.*; Mantica, P. F.*; Davies, A. D.*; Liddick, S. N.*; Mueller, W. F.*; Stolz, A.*; et al.

Physical Review C, 73(5), p.054303_1 - 054303_10, 2006/05

https://doi.org/10.1103/PhysRevC.73.054303
 被引用回数：37 パーセンタイル：87.33(Physics, Nuclear)

アメリカ・ミシガン州立大学にある超伝導サイクロトロンを用いて生成された中性子過剰のネオン同位体のベータ崩壊により、その娘核のナトリウム同位体のエネルギー準位を測定した。その一部のデータは、同じ著者により既にPhysical Review Letters誌に発表されたが、この論文は$$^{27,28,29}$$Naの3種類の核種のデータをまとめたものである。この研究で、$$^{29}$$Naでは魔法構造を破った状態が非常に低い励起状態で現れることを初めて見いだした。これは、原子力機構で行っているモンテカルロ殻模型を用いた理論計算との対応で初めて明らかになったことである。また、$$^{27,28}$$Naでは、正常パリティ状態の範囲内では低励起状態においてそのような状態を発見することはできなかったが、このことはやはり理論計算と一致する。これら一連の研究で、ナトリウムのような陽子数の少ない同位体においては、中性子数20の殻ギャップが小さく、むしろ16の殻ギャップの影響が大きいことという理論が妥当と確かめられた。

論文

$$^{29}$$Na; Defining the edge of the island of inversion for Z=11

Tripathi, V.*; Tabor, S. L.*; Mantica, P. F.*; Hoffman, C. R.*; Wiedeking, M.*; Davies, A. D.*; Liddick, S. N.*; Mueller, W. F.*; 大塚 孝治*; Stolz, A.*; et al.

Physical Review Letters, 94(16), p.162501_1 - 162501_4, 2005/04

https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.94.162501
 被引用回数：66 パーセンタイル：88.39(Physics, Multidisciplinary)

中性子数20の魔法数が中性子過剰核で消滅することは知られているが、このことが起きる要因の一つとして、中性子過剰核においては殻ギャップエネルギーそのものが安定核のものよりもかなり狭まるということを、われわれはモンテカルロ殻模型計算に基づいて提唱してきた。これが実際に正しいとすると、中性子数が20よりも少ない原子核の励起エネルギーにその痕跡が見られることが予言されるが、この論文でなされた、$$^{29}$$Ne核によるベータ崩壊から得られた$$^{29}$$Naの準位の測定で、予言されたものに対応する準位が初めて測定された。中性子18を持つ$$^{29}$$Naではこれまで励起状態が全く知られていなかったが、この実験によって1.5MeV近傍に2本、log(ft)値から明らかに正パリティでかつ、中性子数20の魔法構造を破った状態があることがわかった。同時に$$^{28}$$Naの励起状態も測定し、この核の低励起状態にはそのような状態がないこともわかった。これらの実験結果はモンテカルロ殻模型による予言によく対応しており、魔法数の変化のメカニズムに対してさらに深い理解を与えたものである。

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