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論文

Fusion reaction $$^{48}$$Ca+$$^{249}$$Bk leading to formation of the element Ts (Z=117)

Khuyagbaatar, J.*; Yakushev, A.*; D$"u$llmann, Ch. E.*; Ackermann, D.*; Andersson, L.-L.*; 浅井 雅人; Block, M.*; Boll, R. A.*; Brand, H.*; Cox, D. M.*; et al.

Physical Review C, 99(5), p.054306_1 - 054306_16, 2019/05

$$^{48}$$Ca+$$^{249}$$B融合反応を用いて117番元素(Ts)合成実験を行い、117番元素に起因すると思われる4つの$$alpha$$崩壊連鎖を観測した。うち2つは長い崩壊連鎖で、$$^{294}$$Tsの$$alpha$$崩壊に起因するものと同定された。他の2つは短い崩壊連鎖で、$$^{293}$$Tsの$$alpha$$崩壊に起因すると考えると矛盾しない。今回の結果と過去の文献値を比較したところ、今回の我々の結果は過去の文献値をほぼ再現し、117番元素合成の事実を強く再確認する結果となった。

論文

Online chemical adsorption studies of Hg, Tl, and Pb on SiO$$_{2}$$ and Au surfaces in preparation for chemical investigations on Cn, Nh, and Fl at TASCA

Lens, L.*; Yakushev, A.*; D$"u$llmann, Ch. E.*; 浅井 雅人; Ballof, J.*; Block, M.*; David, H. M.*; Despotopulos, J.*; Di Nitto, A.*; Eberhardt, K.*; et al.

Radiochimica Acta, 106(12), p.949 - 962, 2018/12

 パーセンタイル:100(Chemistry, Inorganic & Nuclear)

半減期4$$sim$$49秒の短寿命同位体を用いて、水銀(Hg), タリウム(Tl), 鉛(Pb)の単一原子レベルでのSiO$$_{2}$$及びAu表面への固体吸着挙動をオンライン気相実験により調べた。超重元素Cn, Nh, Flの吸着エンタルピー測定のためのモデル実験として実施した。短寿命同位体はドイツ重イオン研究所の反跳核分離装置TASCAを用いて生成・分離した。生成核はヘリウムガス中に捕集された後、SiO$$_{2}$$あるいはAuで表面を覆われたSi検出器で作製されたガスクロマトグラフィーカラムへと導入した。短寿命Tl及びPb同位体は室温においてSiO$$_{2}$$表面に吸着し、Si検出器で測定することに成功した。一方、HgはSiO$$_{2}$$表面には吸着せず、Au表面に吸着した。この結果より、本実験のセットアップを用いることで短寿命Hg, Tl, Pb同位体の吸着特性を調べることができると証明され、この手法がCn, Nh, Flの実験にも適用できることが確認された。

論文

Radiative neutron capture on $$^{242}$$Pu in the resonance region at the CERN n_TOF-EAR1 facility

Lerendegui-Marco, J.*; Guerrero, C.*; Mendoza, E.*; Quesada, J. M.*; Eberhardt, K.*; Junghans, A. R.*; 木村 敦; n_TOF Collaboration*; 他126名*

Physical Review C, 97(2), p.024605_1 - 024605_21, 2018/02

This paper presents a new time-of-flight capture measurement on $$^{242}$$Pu carried out at n_TOF-EAR1(CERN), focusing on the analysis and statistical properties of the resonance region, below 4 keV. The $$^{242}$$Pu(n,$$gamma$$)reaction on a sample containing 95(4) mg enriched to 99.959% was measured with an array of four C$$_6$$D$$_6$$ detectors and applying the total energy detection technique. The high neutron energy resolution of n_TOF-EAR1 and the good statistics accumulated have allowed us to extend the resonance analysis up to 4 keV, obtaining new individual and average resonance parameters from a capture cross section featuring a systematic uncertainty of 5%, fulfilling the request of the NEA.

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, 12(11), p.P11003_1 - P11003_33, 2017/11

 被引用回数:8 パーセンタイル:18.93(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

First ionization potential of the heaviest actinide lawrencium, element 103

佐藤 哲也; 浅井 雅人; Borschevsky, A.*; Stora, T.*; 佐藤 望*; 金谷 佑亮; 塚田 和明; D$"u$llmann, C. E.*; Eberhardt, K.*; Eliav, E.*; et al.

EPJ Web of Conferences (Internet), 131, p.05001_1 - 05001_6, 2016/12

 パーセンタイル:100

表面電離イオン化過程におけるイオン化効率は、対象原子の第一イオン化エネルギーに依存することが知られており、この関係を利用することで、イオン化エネルギーを決定することができる。新たに開発したガスジェット結合型表面電離イオン源を用いて、低生成断面積・短寿命のためにイオン化エネルギーが測定されていない重アクチノイド元素フェルミウム, アインスタイニウム, ノーベリウムそしてローレンシウムのイオン化効率を測定することにより、これらの第一イオン化エネルギーを初めて実験的に決定したので報告する。

論文

Recoil-$$alpha$$-fission and recoil-$$alpha$$-$$alpha$$-fission events observed in the reaction $$^{48}$$Ca + $$^{243}$$Am

Forsberg, U.*; Rudolph, D.*; Andersson, L.-L.*; Di Nitto, A.*; D$"u$llmann, Ch. E.*; Fahlander, C.*; Gates, J. M.*; Golubev, P.*; Gregorich, K. E.*; Gross, C. J.*; et al.

Nuclear Physics A, 953, p.117 - 138, 2016/09

 被引用回数:22 パーセンタイル:4.89(Physics, Nuclear)

$$^{48}$$Ca + $$^{243}$$Am反応による115番元素合成実験で観測された$$alpha$$崩壊連鎖について、最近我々が報告したドイツGSIで測定したデータと過去に報告されたロシアDubna及び米国LBNLで測定されたデータのすべてを使い、その起源を調査した。それらのデータの中に、反跳核-$$alpha$$-($$alpha$$)-核分裂タイプの短い崩壊連鎖が14事象観測されており、そのうちのいくつかは中性子が2個放出されてできる$$^{289}$$Mc起源であるとこれまで解釈されてきた。一方、今回我々は、これらの短い崩壊連鎖のほとんどが、中性子が3個放出されてできる$$^{288}$$Mc起源であり、崩壊連鎖の途中でEC崩壊して核分裂したものであろうと再同定した。

論文

Review of even element super-heavy nuclei and search for element 120

Hofmann, S.*; Heinz, S.*; Mann, R.*; Maurer, J.*; M$"u$nzenberg, G.*; Antalic, S.*; Barth, W.*; Burkhard, K. G.*; Dahl, L.*; Eberhardt, K.*; et al.

European Physical Journal A, 52(6), p.180_1 - 180_34, 2016/06

 被引用回数:59 パーセンタイル:7.58(Physics, Nuclear)

The reaction $$^{54}$$Cr+$$^{248}$$Cm was investigated at the velocity filter SHIP at GSI with the intention to study production and decay properties of isotopes of element 120. Three correlated signals were measured, which occurred within a period of 279 ms. The heights of the signals correspond with the expectations for a decay sequence starting with an isotope of element 120. However, a complete decay chain cannot be established, since a signal from the implantation of the evaporation residue cannot be identified unambiguously. Measured properties of the event chain are discussed in detail. The result is compared with theoretical predictions. Previously measured decay properties of even element super-heavy nuclei were compiled in order to find arguments for an assignment from the systematics of experimental data. In the course of this review, a few tentatively assigned data could be corrected. New interpretations are given for results which could not be assigned definitely in previous studies. The discussion revealed that the cross-section for production of element 120 could be high enough so that a successful experiment seems possible with presently available techniques. However, a continuation of the experiment at SHIP for a necessary confirmation of the results obtained in a relatively short irradiation of five weeks is not possible at GSI presently. In the summary and outlook section we also present concepts for the continuation of research in the field of super-heavy nuclei.

論文

Remarks on the fission barriers of super-heavy nuclei

Hofmann, S.*; Heinz, S.*; Mann, R.*; Maurer, J.*; M$"u$nzenberg, G.*; Antalic, S.*; Barth, W.*; Dahl, L.*; Eberhardt, K.*; Grzywacz, R.*; et al.

European Physical Journal A, 52(4), p.116_1 - 116_12, 2016/04

 被引用回数:14 パーセンタイル:9.93(Physics, Nuclear)

Shell-correction energies of super-heavy nuclei are approximated by using Q$$_{alpha}$$ values of measured decay chains. Five decay chains were analyzed, which start at the isotopes $$^{285}$$Fl, $$^{294}$$118, $$^{291}$$Lv, $$^{292}$$Lv and $$^{293}$$Lv. The data are compared with predictions of macroscopic-microscopic models. Fission barriers are estimated that can be used to eliminate uncertainties in partial fission half-lives and in calculations of evaporation-residue cross-sections. In that calculations, fission probability of the compound nucleus is a major factor contributing to the total cross-section. The data also provide constraints on the cross-sections of capture and quasi-fission in the entrance channel of the fusion reaction. Arguments are presented that fusion reactions for synthesis of isotopes of elements 118 and 120 may have higher cross-sections than assumed so far.

論文

Measurement of the first ionization potential of lawrencium, element 103

佐藤 哲也; 浅井 雅人; Borschevsky, A.*; Stora, T.*; 佐藤 望; 金谷 佑亮; 塚田 和明; D$"u$llmann, Ch. E.*; Eberhardt, K.*; Eliav, E.*; et al.

Nature, 520(7546), p.209 - 211, 2015/04

 被引用回数:59 パーセンタイル:1.56(Multidisciplinary Sciences)

表面電離イオン化過程におけるイオン化効率は、対象原子の第一イオン化エネルギーに依存することが知られており、この関係を利用することで、イオン化エネルギーを決定することができる。ガスジェット結合型表面電離イオン源を用いて、低生成断面積・短寿命のためにイオン化エネルギーが測定されていない重アクチノイド元素ローレンシウム(Lr)のイオン化効率を測定することに成功した。希土類元素のイオン化効率測定により得られたイオン化エネルギーとイオン化効率の相関関係から、Lrの第一イオン化エネルギーを決定したので報告する。

論文

Selected spectroscopic results on element 115 decay chains

Rudolph, D.*; Forsberg, U.*; Golubev, P.*; Sarmiento, L. G.*; Yakushev, A.*; Andersson, L.-L.*; Di Nitto, A.*; D$"u$llmann, Ch. E.*; Gates, J. M.*; Gregorich, K. E.*; et al.

Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, 303(2), p.1185 - 1190, 2015/02

 被引用回数:6 パーセンタイル:27.12(Chemistry, Analytical)

115番元素の$$alpha$$崩壊連鎖を30事象観測し、過去に$$^{288}$$115同位体として報告されている$$alpha$$崩壊連鎖と矛盾しないことを見出した。GEANT4モンテカルロシミュレーションにより高分解能$$alpha$$-光子同時計数実験結果の再現を試みた。この解析手法により、超重核のQ$$_{alpha}$$値や励起準位構造を精度よく導出できるようになる。

論文

$$^{48}$$Ca + $$^{249}$$Bk fusion reaction leading to element Z = 117; Long-lived $$alpha$$-decaying $$^{270}$$Db and discovery of $$^{266}$$Lr

Khuyagbaatar, J.*; Yakushev, A.*; D$"u$llmann, Ch. E.*; Ackermann, D.*; Andersson, L.-L.*; 浅井 雅人; Block, M.*; Boll, R. A.*; Brand, H.*; Cox, D. M.*; et al.

Physical Review Letters, 112(17), p.172501_1 - 172501_5, 2014/05

 被引用回数:131 パーセンタイル:1.03(Physics, Multidisciplinary)

ドイツ重イオン研究所のガス充填型反跳核分離装置TASCAを用いて$$^{48}$$Ca + $$^{249}$$Bk核融合反応で生成する原子番号117の超重元素の観測に成功した。この結果は、過去にロシアのフレーロフ研究所が報告した117番新元素の結果を再確認するもので、117番元素の合成及び発見を確かなものとする成果である。一方、117番元素からの$$alpha$$崩壊連鎖の最後の原子核は、過去に報告された$$^{270}$$Dbではなく、未知核種$$^{266}$$Lrであり、$$^{270}$$Dbは非常に長い寿命を持つ$$alpha$$崩壊核種であることを明らかにした。

論文

Spectroscopic tools applied to element Z = 115 decay chains

Forsberg, U.*; Rudolph, D.*; Golubev, P.*; Sarmiento, L. G.*; Yakushev, A.*; Andersson, L.-L.*; Di Nitto, A.*; D$"u$llmann, Ch. E.*; Gates, J. M.*; Gregorich, K. E.*; et al.

EPJ Web of Conferences (Internet), 66, p.02036_1 - 02036_4, 2014/03

 被引用回数:5 パーセンタイル:13.09

115番元素の$$alpha$$崩壊連鎖測定に使用した焦点面Si検出器のセットアップと検出器プリアンプ出力のデジタル波形解析の結果及び検出器不感層による$$alpha$$線エネルギー損失の事象毎の補正解析の結果について報告する。$$alpha$$線検出器は、両面分割型Siストリップ検出器(DSSSD)5枚を箱型に配置し、115番元素を打ち込む底面検出器の片面の信号をデジタル波形解析した。底面検出器と側面検出器の2枚のSi検出器で検出された$$alpha$$線は、2枚の不感層を斜めに横切ることから$$alpha$$線エネルギー損失が事象毎に異なる。検出位置から$$alpha$$線の放射角度を求めることで事象毎にエネルギー損失を補正することで$$alpha$$線のエネルギー分解能を大幅に改善することに成功した。

論文

Alpha-photon coincidence spectroscopy along element 115 decay chains

Rudolph, D.*; Forsberg, U.*; Golubev, P.*; Sarmiento, L. G.*; Yakushev, A.*; Andersson, L.-L.*; Di Nitto, A.*; D$"u$llmann, Ch. E.*; Gates, J. M.*; Gregorich, K. E.*; et al.

Acta Physica Polonica B, 45(2), p.263 - 272, 2014/02

 被引用回数:15 パーセンタイル:21.13(Physics, Multidisciplinary)

$$^{48}$$Caビームと$$^{243}$$Am標的との核反応で115番元素の同位体を合成し、$$alpha$$崩壊連鎖を30事象観測した。観測された崩壊連鎖は過去に115番元素のものとして報告されたものと矛盾が無く、115番元素の同定を再確認した。また$$alpha$$線と光子との同時計数測定を合わせて行い、115番元素の$$alpha$$崩壊連鎖上に位置する超重核の$$gamma$$線およびX線の候補を観測した。最も重い超重核領域での$$gamma$$線の観測は、超重核の核構造研究に大きな進歩をもたらすものである。

論文

Superheavy element flerovium (element 114) is a volatile metal

Yakushev, A.*; Gates, J. M.*; T$"u$rler, A.*; Sch$"a$del, M.; D$"u$llmann, Ch. E.*; Ackermann, D.*; Andersson, L.-L.*; Block, M.*; Br$"u$chle, W.*; Dvorak, J.*; et al.

Inorganic Chemistry, 53(3), p.1624 - 1629, 2014/02

 被引用回数:51 パーセンタイル:1.84(Chemistry, Inorganic & Nuclear)

金表面に対する114番元素フレロビウム(Fl)の吸着挙動に関するガスクロマトグラフ研究について報告する。実験対象としたFlは$$^{244}$$Pu($$^{48}$$Ca, 3-4n)$$^{288,289}$$Fl反応で合成し、反跳核分離装置を利用して$$^{48}$$Caビームから単離した。Fl及びその$$alpha$$壊変核種である112番元素コペルニシウム(Cn)、そしてその周期表上の同族である14族(Pb)及び12族(Hg)、並びに不活性ガスであるRnの吸着挙動を、等温クロマトグラフィー及び熱クロマトグラフィーを利用した実験装置で観測した。その結果、2個のFl原子が測定され、PbやHgとは異なり直ちに吸着することはなかったが、室温の金表面に吸着した。得られたFlの吸着挙動は、最も近い同族元素であるPbと比較してより不活性であると言えるが、金表面でのFlの吸着エンタルピーの下限値は、金とFlが金属-金属結合を形成することを示している。したがって、Flは同族元素中で最も反応性が低い元素であると言えるが、その性質は金属である。

論文

Spectroscopy of element 115 decay chains

Rudolph, D.*; Forsberg, U.*; Golubev, P.*; Sarmiento, L. G.*; Yakushev, A.*; Andersson, L. L.*; Di Nitto, A.*; D$"u$llmann, Ch. E.*; Gates, J. M.*; Gregorich, K. E.*; et al.

Physical Review Letters, 111(11), p.112502_1 - 112502_5, 2013/09

 被引用回数:88 パーセンタイル:2.84(Physics, Multidisciplinary)

A high-resolution X-ray and $$alpha$$-ray coincidence spectroscopy experiment was conducted at the GSI Helmholtzzentrum f$"u$r Schwerionenforschung. Thirty correlated decay chains were detected following the fusion-evaporation reaction $$^{48}$$Ca + $$^{243}$$Am. The observations are consistent with previous assignments of similar decay chains to originate from element Z = 115. For the first time, precise spectroscopy allows the derivation of excitation schemes of isotopes along the decay chains starting with elements Z $$>$$ 112. Comprehensive Monte-Carlo simulations accompany the data analysis. Nuclear structure models provide a first level interpretation.

論文

The Reaction $$^{48}$$Ca + $$^{248}$$Cm $$rightarrow$$ $$^{296}$$116$$^{*}$$ studied at the GSI-SHIP

Hofmann, S.*; Heinz, S.*; Mann, R.*; Maurer, J.*; Khuyagbaatar, J.*; Ackermann, D.*; Antalic, S.*; Barth, B.*; Block, M.*; Burkhard, H. G.*; et al.

European Physical Journal A, 48(5), p.62_1 - 62_23, 2012/05

 被引用回数:104 パーセンタイル:1.3(Physics, Nuclear)

The synthesis of element 116 in the reactions of $$^{48}$$Ca+$$^{248}$$Cm was studied at the GSI-SHIP. Four decay chains from the isotope $$^{292}$$116 and one decay $$^{293}$$116 were detected at the reaction leading to the excitation energy of 40.9 MeV. The cross sections were 3.4 and 0.9 pb, respectively. The decay character reproduced the reported data at FLNR, Russia. In the $$alpha$$ decay chain, we observed the higher $$alpha$$-particle energy in the decay of $$^{289}$$114, which suggested the population and the decay of a quasiparitcle state.

論文

First experiment at TASCA towards X-ray fingerprinting of element 115 decay chains

Forsberg, U.*; Golubev, P.*; Sarmiento, L. G.*; Jeppsson, J.*; Rudolph, D.*; Andersson, L.-L.*; Ackermann, D.*; 浅井 雅人; Block, M.*; Eberhardt, K.*; et al.

Acta Physica Polonica B, 43(2), p.305 - 311, 2012/02

$$^{48}$$Caビームとアクチノイド標的を用いて合成される超重元素の原子番号と質量数は、実験的に直接決定されておらず、新元素同定という意味では疑念が残る。本研究は、それらの超重元素の原子番号を特性X線の観測により直接同定することを目的とする。超重元素の合成と分離には、ドイツ重イオン研究所のガス充填型反跳核分離装置TASCAを用い、その焦点面に高効率の$$alpha$$-$$gamma$$-electron同時計数測定装置を構築した。反跳核の輸送効率と収束性を実測し、シミュレーションと比較した。115番元素のX線測定を実現するのに十分な性能を達成した。

論文

The Recoil transfer chamber; An Interface to connect the physical preseparator TASCA with chemistry and counting setups

Even, J.*; Ballof, J.*; Br$"u$chle, W.*; Buda, R. A.*; D$"u$llmann, Ch. E.*; Eberhardt, K.*; Gorshkov, A.*; Gromm, E.*; Hild, D.*; J$"a$ger, E.*; et al.

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 638(1), p.157 - 164, 2011/03

 被引用回数:18 パーセンタイル:12.08(Instruments & Instrumentation)

In the last years, the new gas-filled TransActinide Separator and Chemistry Apparatus (TASCA) was installed and successfully commissioned at GSI. Here, we report on the design and performance of a Recoil Transfer Chamber (RTC) for TASCA, which is an interface to connect various chemistry and counting setups with the separator, as well as measurements of the transportation yields under various conditions and on the first chemistry experiments at TASCA - an electrochemistry experiment with osmium and an ion exchange experiment with the transactinide element rutherfordium.

論文

Cross section limits for the $$^{248}$$Cm($$^{25}$$Mg, 4$$n$$-5$$n$$)$$^{268,269}$$Hs reactions

Dvorak, J.*; Br$"u$chle, W.*; D$"u$llmann, Ch. E.*; Dvorakova, Z.*; Eberhardt, K.*; Eichler, R.*; J$"a$ger, E.*; 永目 諭一郎; Qin, Z.*; Sch$"a$del, M.*; et al.

Physical Review C, 79(3), p.037602_1 - 037602_4, 2009/05

 被引用回数:14 パーセンタイル:28.68(Physics, Nuclear)

$$^{248}$$Cm+$$^{25}$$Mg核融合反応で、108番元素ハッシウム同位体$$^{268}$$Hs並びに$$^{269}$$Hsの合成を試みた。核種の分離,同定には迅速気相化学分離装置を用いて行ったが、それぞれの核種に起因する$$alpha$$壊変は観測されなかった。これより、$$^{248}$$Cm($$^{25}$$Mg, 4$$n$$)$$^{269}$$Hs反応に対する断面積の上限として、0.4pbという値を得た。一方、$$^{248}$$Cm($$^{25}$$Mg, 5$$n$$)反応で生成する未知核種$$^{268}$$Hsの半減期を、理論に基づく0.5秒と仮定すると、生成断面積の上限は1.3pbとなった。これらの値は、$$^{26}$$Mgビームを用いた場合と比較してきわめて小さく、入射粒子の中性子数の効果を示唆している。

論文

Observation of the 3$$n$$ evaporation channel in the complete hot-fusion reaction $$^{26}$$Mg + $$^{248}$$Cm leading to the new superheavy nuclide $$^{271}$$Hs

Dvorak, J.*; Br$"u$chle, W.*; Chelnokov, M.*; D$"u$llmann, Ch. E.*; Dvorakova, Z.*; Eberhardt, K.*; J$"a$ger, E.*; Kr$"u$cken, R.*; Kuznetsov, A.*; 永目 諭一郎; et al.

Physical Review Letters, 100(13), p.132503_1 - 132503_4, 2008/04

$$^{248}$$Cm+$$^{26}$$Mg反応で生成する108番元素ハッシウム(Hs)同位体の生成断面積を迅速気相化学分離装置COMPACTを用いて測定した。入射重イオン$$^{26}$$Mgのエネルギーを変化させ$$^{248}$$Cm($$^{26}$$Mg, $$xn$$)反応の励起関数を求めたところ、比較的軽い重イオンとアクチノイドターゲットを組合せた反応、いわゆるHot-fusion反応での3$$n$$蒸発過程が初めて観測された。この蒸発過程で生成する新しい超重核種$$^{271}$$Hsを同定することに成功した。

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