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Peri
ez, R.*; Bezhenar, R.*; Maderych, V.*; Brovchenko, I.*; Liptak, L.*; 小林 卓也; Min, B.-I.*; Suh, K. S.*; Little, A.*; Iosjpe, M.*; et al.
IAEA-TECDOC-2060, 55 Pages, 2024/07
IAEAは、2016年から2019年にかけて、放射線影響評価のためのモデリングとデータに関する(MODARIA II)プログラムを組織した。MODARIA IIの第7作業部会「海洋環境に放出された放射性核種の移行挙動の評価」では、拡散モデルを使用した海洋環境における放射性核種のシミュレーションに関する一般情報をまとめた。そして、東京電力福島第一原子力発電所事故シナリオを用いてCs-137の広域シミュレーションと生物への移行について検討するとともに、大西洋シナリオとして、ヨーロッパの核燃料使用済施設からの歴史的な放出について検討した。最後に、ラグランジェモデルにおける補間スキームの試験を実施した。本書は第7作業部会の活動内容について述べたものである。
Peri
ez, R.*; Brovchenko, I.*; Jung, K. T.*; Kim, K. O.*; Liptak, L.*; Little, A.*; 小林 卓也; Maderich, V.*; Min, B. I.*; Suh, K. S.*
Journal of Environmental Radioactivity, 261, p.107138_1 - 107138_8, 2023/05
被引用回数:5 パーセンタイル:43.86(Environmental Sciences)ラグランジュモデルは、緊急事態における水環境での放射性核種の輸送をシミュレートするために、オイラーモデルよりもいくつかの利点がある。放射性核種の放出は、軌道が時間に沿って計算される多数の粒子としてシミュレートされるため、これらのモデルは空間離散化を必要としない。この論文では、粒子の最終分布から濃度を計算するために使用されるグリッド間隔、シミュレーション内の粒子数、および離散的な性質のために必要な補間スキームを使用して、ラグランジュモデルの依存性を調査した。また、ラグランジュモデルは、相(液体と固体)間の放射性核種の交換を記述することができる。濃度を計算するために使用される最適なグリッドサイズは慎重にチェックする必要があり、より正確な解を得るには空間補間よりも時間補間の方が重要であることがわかった。また、特定の精度保つために必要な粒子の数を推定する方法を提案した。最後に、堆積物濃度が低く、分配係数が小さい場合、遷移確率の正確な式を使用する必要があることがわかった。
Kwon, H.*; Pietrasiak, E.*; 大原 高志; 中尾 朗子*; Chae, B.*; Hwang, C.-C.*; Jung, D.*; Hwang, I.-C.*; Ko, Y. H.*; Kim, K.*; et al.
Inorganic Chemistry, 60(9), p.6403 - 6409, 2021/05
被引用回数:1 パーセンタイル:5.21(Chemistry, Inorganic & Nuclear)The synthesis of sandwich-shaped multinuclear silver complexes with planar penta- and tetranuclear wheel-shaped silver units and a central anion is reported, along with complete spectroscopic and structural characterization. An NMR mechanistic study reveals that silver complexes were formed in the following order: 2Ag
3Ag
5Ag
4Ag
. The central hydroxides in 4Ag
and 5Ag
exhibit exotic physical properties due to the confined environment inside the complex. The size of these silver wheels can be tuned by changing the central anion or extracting/adding one silver atom. This study provides the facile way to synthesize discrete wheel-shaped multinuclear silver complexes and provides valuable insights into the dynamics of the self-assembly process.
Jung, W.*; Ahn, J. K.*; 長谷川 勝一; Hicks, K.*; Hwang, S.*; 市川 裕大; Kim, S.*; 佐甲 博之; 佐藤 進; 谷田 聖
JPS Conference Proceedings (Internet), 27, p.011007_1 - 011007_6, 2019/11
We have developed HypTPC consists of TPC and the trigger hodoscope for the J-PARC hadron experiments. The TPC Hodoscope has large scintillators of 80
7
1 cm
to cover the TPC. Especially, we have developed a readout circuit for multiple MPPCs to detect photons generated over a large area of the scintillator. A general methods of applying voltage to multiple MPPCs are parallel and series connections. In the case of parallel connections, a signal has a long tail due to the large sensor capacitance. MEG collaboration used four MPPC segments as a serial connection. However, in the case of a series connection, the requiring bias voltage is very high, and the gain is low. To avoid this problem, we have developed a new individual biasing method with a summing amplifier for stable multiple MPPC readouts. We also made prototype detectors and performed a cosmic-ray test. Brief descriptions of our prototypes and preliminary results of the cosmic-ray test are presented in this article.
Cs releases dispersion modelling over the Pacific Ocean; Comparisons of models with water, sediment and biota dataPeri
ez, R.*; Bezhenar, R.*; Brovchenko, I.*; Jung, K. T.*; 上平 雄基; Kim, K. O.*; 小林 卓也; Liptak, L.*; Maderich, V.*; Min, B. I.*; et al.
Journal of Environmental Radioactivity, 198, p.50 - 63, 2019/03
被引用回数:28 パーセンタイル:66.98(Environmental Sciences)北西太平洋海域における福島第一原子力発電所事故起源の
Cs放出に対して、複数の海洋拡散モデルを適用し、モデル対モデル及びモデル対観測の比較を実施した。シミュレーション期間は2年間とし、施設から海洋への直接放出と大気から海洋表層への沈着過程を考慮した。海洋拡散モデルには生物モデルが導入されている。シミュレーション結果は海水中,堆積物中,海産生物中の
Cs濃度で比較した。その結果、モデル対モデル及びモデル対観測の比較において、妥当な結果が得られた。
-decaying millisecond isomeric state in
Cd
Jungclaus, A.*; Grawe, H.*; 西村 俊二*; Doornenbal, P.*; Lorusso, G.*; Simpson, G. S.*; S
derstr
m, P.-A.*; 炭竃 聡之*; Taprogge, J.*; Xu, Z. Y.*; et al.
Physics Letters B, 772, p.483 - 488, 2017/09
被引用回数:8 パーセンタイル:50.31(Astronomy & Astrophysics)A new high-spin isomer in the neutron-rich nucleus
Cd was populated in the projectile fission of a
U beam at the Radioactive Isotope Beam Factory at RIKEN. A half-life of T
= 6.3(8) ms was measured for the new state which was tentatively assigned a spin/parity of (15
). The isomeric state decays via the emission of a 309-keV
ray with
multipolarity. The experimental results are compared to shell model calculations performed using state-of-the-art realistic effective interactions and to the neighbouring nucleus
Cd. The comparison with calculations shows that adjustments of the pairing and multipole parts of the effective interaction derived from the CD-Bonn nucleon-nucleon potential are required in order to describe the properties of nuclei in the region around
Sn.
Jung, K.; 宮部 昌文; 赤岡 克昭; 大場 正規; 若井田 育夫
JAEA-Research 2017-008, 26 Pages, 2017/08
ジルコニウムやウランなどが混在する放射性廃棄物の分析のために、レーザーアブレーション共鳴吸収分光法を利用する分析手法の開発を行っている。本手法を適用するためには、分析対象の粒子が作るプルームの特性評価が必須である。そこで本研究ではZrと化学的性質が似ているチタンとハフニウムを測定対象とし、粒子の重さによるプルームの膨張挙動の違いを調べた。実験の結果、背景ガスの影響は重いHfより軽いTiに対して大きくなることが分かった。本研究により、核燃料物質と原子炉材料が混在する廃棄物試料の共鳴吸収信号の意味を理解し、実験条件を最適化するための基礎的知見が得られた。
宮部 昌文; 大場 正規; Jung, K.; 飯村 秀紀; 赤岡 克昭; 加藤 政明; 音部 治幹; Khumaeni, A.*; 若井田 育夫
Spectrochimica Acta, Part B, 134, p.42 - 51, 2017/08
被引用回数:38 パーセンタイル:92.19(Spectroscopy)炉心溶融事故により生成された燃料デブリやデブリで汚染された廃棄物の核種組成分析では、ウランやプルトニウムなどの核燃料物質の分析性能が重要である。本研究ではプルトニウムの同位体分析のため、レーザーアブレーションと共鳴吸収法を組み合わせて、プルトニウム原子種の分光特性を調べた。Puの中性原子およびイオンの17個の光学遷移について、測定した吸収スペクトルのフォークトプロファイル近似から、吸光度、同位体シフト、超微細構造分裂幅を求め、分析に適した遷移として3つの候補を選定した。これらの遷移を利用して得られる分析性能を評価し、吸光度とプルトニウム濃度の相関係数として0.9999、プルトニウム濃度の検出下限値として30-130ppm、濃度2.4%の
Pu信号に対する相対標準偏差として約6%を得た。これらの結果から、レーザーアブレーション吸収分光法が、複数のアクチノイド元素を含む高い放射能を有する燃料デブリや廃棄物の遠隔同位体分析に適用可能であることが分かった。
isotope ions for analytical applicationsJung, K.; 山本 和弘*; 山元 祐太*; 宮部 昌文; 若井田 育夫; 長谷川 秀一*
Japanese Journal of Applied Physics, 56(6), p.062401_1 - 062401_6, 2017/05
福島第一原子力発電所から放出された核種のうち、
Srは人の体内に摂取された場合の体内被曝が懸念される核種である。しかしながら、放出ベータ線のエネルギーが低いため、放射線の直接計測は困難である。通常の測定手法では試料の前処理が複雑で時間がかかる。そこで本研究では、試料中のSrを元素・同位体選択的にイオン化しトラップする高感度な分析手法の実現可能性を調べた。この手法では着目同位体のイオンだけを質量分析して選択的に冷却することで、必要としない同位体と同重体をトラップから取り除くことができる。また冷却によりドップラー幅が狭まるためイオン蛍光量は増大し、運動エネルギーは低下するのでイオン同士の相対位置が明確に定まる。このような結晶化された個別イオンをCCDカメラで観測することで、バックグランドフリーな計測も可能となる。この原理実証のためSr
イオンの共鳴周波数を調べ、トラップしたSr
のレーザー冷却を実現した。さらにSr
同位体を個別に捕獲し、冷却遷移やリポンプ遷移の同位体シフトも計測した。
Peri
ez, R.*; Bezhenar, R.*; Brovchenko, I.*; Duffa, C.*; Iosjpe, M.*; Jung, K. T.*; 小林 卓也; Lamego, F.*; Maderich, V.*; Min, B. I.*; et al.
Science of the Total Environment, 569-570, p.594 - 602, 2016/11
被引用回数:27 パーセンタイル:58.81(Environmental Sciences)IAEAのMODARIAプログラムの枠組みの中で、海洋拡散モデルの詳細な相互比較を、チェルノブイリ原子力発電所事故に伴うバルティック海及び東京電力福島第一原子力発電所事故に伴う福島沖海域における放射性物質の海洋汚染について、
Csを対象として実施した。複数の海洋拡散モデルとしてBOXモデルや3次元力学モデル等の多様なモデルを用いた。バルティック海におけるモデル比較では極めて良好な一致を示したものの、福島沖海域における比較では各研究機関が所有する海況場を入力として計算した結果に大きな相違が確認されたが、海況場を統一することで良好な一致を得た。本研究結果から、複雑な海洋環境において政策決定支援システムとして運用するオペレーショナルモデルの構築には複数のモデルによるシミュレーション結果をアンサンブル平均するマルチモデルアンサンブル手法を採用することが妥当であることが示唆されたが、緊急時対応としてシステムを運用する際には計算負荷の大きいマルチモデルアンサンブル手法は非現実的であり、効果的な予測手法を継続して検討することが課題である。
decay of semi-magic
Cd; Revision and extension of the level scheme of
InJungclaus, A.*; Grawe, H.*; 西村 俊二*; Doornenbal, P.*; Lorusso, G.*; Simpson, G. S.*; S
derstr
m, P. A.*; 炭竃 聡之*; Taprogge, J.*; Xu, Z. Y.*; et al.
Physical Review C, 94(2), p.024303_1 - 024303_8, 2016/08
被引用回数:19 パーセンタイル:74.48(Physics, Nuclear)The
decay of the semi-magic nucleus
Cd has been studied at the RIBF facility at the RIKEN Nishina Center. The high statistics of the present experiment allowed for a revision of the established level scheme of
In and the observation of additional
feeding to high lying core-excited states in
In. The experimental results are compared to shell-model calculations employing a model space consisting of the full major
neutron and
proton shells, and good agreement is found.
rays emitted from excited states south-east of
Sn; The
g
multiplet of
In
Jungclaus, A.*; Gargano, A.*; Grawe, H.*; Taprogge, J.*; 西村 俊二*; Doornenbal, P.*; Lorusso, G.*; Shimizu, Y.*; Simpson, G. S.*; S
derstr
m, P.-A.*; et al.
Physical Review C, 93(4), p.041301_1 - 041301_6, 2016/04
被引用回数:18 パーセンタイル:72.98(Physics, Nuclear)For the first time, the decay of excited states in a nucleus situated "south-east" of
Sn have been observed, in a region where experimental information is limited to ground-state properties. Six
rays from
Cd, produced in the fragmentation of a
U beam at RIBF at RIKEN. The
rays were studied using the EURICA array of Ge detectors. The new experimental information is compared to results from realistic shell-model calculations, which are the first in this region far from stability. Comparison with calculations suggests that at least four out of six new transitions can be attributed to the particle-hole configuration of one neutron in the
and one proton hole in the
orbits, respectively. This work constitutes an important first step towards the exploration of nuclear structure in this unknown region of the nuclear chart.
小島 有志; 花田 磨砂也; Jeong, S. H.*; Bae, Y. S.*; Chang, D. H.*; Kim, T. S.*; Lee, K. W.*; Park, M.*; Jung, B. K.*; 藻垣 和彦; et al.
Fusion Engineering and Design, 102, p.81 - 87, 2016/01
被引用回数:6 パーセンタイル:43.59(Nuclear Science & Technology)原子力機構では、JT-60SAで利用する中性粒子入射装置の実現に向けて、高出力長パルスの正イオン源を開発中であり、今回、JT-60SAの要求値を超える2MWの正イオンビームを100秒間生成することに成功した。本実験は、「日本原子力研究開発機構と韓国国立核融合研究所との間の核融合研究開発に関する協力のための取決め」に基づいた共同実験として韓国原子力研究院において実施した。その結果、ビームの生成時間が30秒を超えると、イオンを生成するための放電ガス圧の変化がビーム電流値の時間的変化を引き起こすことが分かった。さらに、ビーム電流が変化するため、ビーム電流値とイオン源加速電極の電圧配分で決まるビームの収束性が時間とともに悪化していることが判明した。この収束性の悪化により、ビームの一部が加速電極に衝突し、電極の熱負荷が過大となり、加速電極間で絶縁破壊が発生し、ビーム生成時間が制限されていることが初めて分かった。そこで、イオン源の動作ガス圧を制御してビーム電流の時間的変動を低減するとともに、加速電極電圧の配分を細かく調整することでビーム収束性の悪化を抑えて熱負荷を低く保ち、2MWのビームを100秒間生成することに成功した。これらの長時間運転手法の開発と実証により、JT-60SAでの100秒運転に見通しがついた。
Peri
ez, R.*; Brovchenko, I.*; Duffa, C.*; Jung, K.-T.*; 小林 卓也; Lamego, F.*; Maderich, V.*; Min, B.-I.*; Nies, H.*; Osvath, I.*; et al.
Journal of Environmental Radioactivity, 150, p.247 - 269, 2015/12
被引用回数:38 パーセンタイル:69.30(Environmental Sciences)IAEAのMODARIAプログラムの枠組みの中で、海洋拡散モデルの詳細な相互比較を、福島第一原子力発電所事故に伴う放射性物質の海洋放出を適用例として実施した。複数の海洋拡散モデルは、モデル間の相違の原因を評価することで比較した。本目的を達成するために逐次的な拡散実験(段階的に計算条件を複雑化させる)を実行した。また、福島第一原子力発電所事故の海洋汚染を再現する数値実験を、
Csを対象に実施し、シミュレーション結果の海水と堆積物中の放射性物質濃度を観測値と比較した。その結果、モデル間の相違の主な原因は海流場の計算結果によるものであることが判明した。しかしながら、海流場を統一することでモデル間の相違の最大原因を除去したものの、拡散モデルの数値スキーム(差分法または粒子法)およびそれらの数値解法の相違によるモデル間のわずかな差が残った。
decay of
Cd and excited states in
InTaprogge, J.*; Jungclaus, A.*; Grawe, H.*; 西村 俊二*; Doornenbal, P.*; Lorusso, G.*; Simpson, G. S.*; S
derstr
m, P.-A.*; 炭竃 聡之*; Xu, Z. Y.*; et al.
Physical Review C, 91(5), p.054324_1 - 054324_11, 2015/05
被引用回数:25 パーセンタイル:79.91(Physics, Nuclear)The
decay of
Cd, produced in relativistic fission of a
U beam, was studied at the RIKEN Nishina Center. From the
-ray analysis, 31 excited states and 69
ray transitions were established in the level scheme of
In, and compared with state-of-the-art shell-model calculations. It was found that the
decay of
Cd is dominated by Gamow teller transitions, but a non-negligible contribution to the
decay is also made by first-forbidden transitions. To estimate the contribution of first-forbidden transitions is important for calculations of the
-decay half-lives of nuclei in this region.
-decay half-lives of 110 neutron-rich nuclei across the
=82 shell gap; Implications for the mechanism and universality of the astrophysical
processLorusso, G.*; 西村 俊二*; Xu, Z. Y.*; Jungclaus, A.*; Shimizu, Y.*; Simpson, G. S.*; S
derstr
m, P.-A.*; Watanabe, H.*; Browne, F.*; Doornenbal, P.*; et al.
Physical Review Letters, 114(19), p.192501_1 - 192501_7, 2015/05
被引用回数:180 パーセンタイル:97.81(Physics, Multidisciplinary)The
-decay half-lives of 110 neutron-rich isotopes of the elements from Rb to Sn were measured at the RIBF Facility at RIKEN, Japan. The new data demonstrate the persistence of shell structure far from stability and have direct implications for the
-process calculations. In particular, the new half-lives have a global impact on the calculated
-process elemental abundances, and alleviate the underproduction of isotopes just above and below the A=130 peak, which in the past required the introduction of shell structure modifications. Reaction-network calculations based on the new data reinforce the notion that the r-process abundance pattern may result from the freeze-out of a (n,
)
(
,n) equilibrium.
Cd
via the detection of internal conversion and Compton electronsTaprogge, J.*; Jungclaus, A.*; Grawe, H.*; 西村 俊二*; Xu, Z. Y.*; Doornenbal, P.*; Lorusso, G.*; N
cher, E.*; Simpson, G. S.*; S
derstr
m, P.-A.*; et al.
Physics Letters B, 738, p.223 - 227, 2014/11
被引用回数:23 パーセンタイル:78.59(Astronomy & Astrophysics)The decay of an isomeric state in the neutron-rich nucleus
Cd was observed via the detection of internal conversion and Compton electrons. This measurement provided the first experimental information on excited states in this nucleus. The isomer was populated in the projectile fission of a
U beam at the RIBF facility at RIKEN. From the measured yields of
rays and internal conversion electrons, E3 multipolarity was tentatively assigned to the isomeric transition. A half-life of 3.6(2) ms was determined for this new state which, by comparison with shell-model calculations, was tentatively assigned a spin of (21/2
).
seniority isomers of
SnSimpson, G. S.*; Gey, G.*; Jungclaus, A.*; Taprogge, J.*; 西村 俊二*; Sieja, K.*; Doornenbal, P.*; Lorusso, G.*; S
derstr
m, P.-A.*; 炭竃 聡之*; et al.
Physical Review Letters, 113(13), p.132502_1 - 132502_6, 2014/09
被引用回数:71 パーセンタイル:91.00(Physics, Multidisciplinary)Delayed
-ray cascades, originating from the decay of 6
isomeric states, in the very neutron-rich, semimagic isotopes
Sn were observed following the projectile fission of a
U beam at RIBF, RIKEN. The wave functions of these isomeric states are proposed to be predominantly a fully aligned pair of f
neutrons. Shell-model calculations, performed using a realistic effective interaction, reproduce well the energies of the excited states of these nuclei and the measured transition rates, with the exception of the
2;6
) rate of
Sn, which deviates from a simple seniority scheme. Empirically reducing the 
orbit matrix elements produces a 4+1 state with almost equal seniority 2 and 4 components, correctly reproducing the experimental
2;6
) rate of
Sn. These data provide a key benchmark for shell-model interactions far from stability.
Sn explored with the long-lived isomer in
PdWatanabe, H.*; Lorusso, G.*; 西村 俊二*; Otsuka, T.*; Ogawa, K.*; Xu, Z. Y.*; 炭竃 聡之*; S
derstr
m, P.-A.*; Doornenbal, P.*; Li, Z.*; et al.
Physical Review Letters, 113(4), p.042502_1 - 042502_6, 2014/07
被引用回数:26 パーセンタイル:76.03(Physics, Multidisciplinary)A new isomer with a half-life of 23.0(8) ms has been identified in
Pd at 2406 keV excitation. The proposed spin and parity configuration is 10
, with maximally aligned configuration of two 
neutron hole.
-decay from the long-lived isomer was also observed to populated excited states at high spins in
Ag. The small energy difference between the 10
and 7
isomers in
Pd was interpreted in the frame of the monopole shift of the 1
neutron orbit. The effects of the monopole interaction on the evolution of single-neutron energies below
Sn are discussed in terms of central and tensor forces.
proton-hole state in
Sn and the shell structure along
=82Taprogge, J.*; Jungclaus, A.*; Grawe, H.*; 西村 俊二*; Doornenbal, P.*; Lorusso, G.*; Simpson, G.*; S
derstr
m, P.-A.*; 炭竃 聡之*; Xu, Z. Y.*; et al.
Physical Review Letters, 112(13), p.132501_1 - 132501_6, 2014/04
被引用回数:56 パーセンタイル:88.69(Physics, Multidisciplinary)A low-lying state in
In, the one-proton hole nucleus with respect to double magic
Sn, was observed by its
decay to the beta emitting isomer. The new state, which was populated both in the beta decay of
Cd and after beta-delayed neutron emission from
Cd, was identified, at an excitation energy of 1353 keV, as the previously unknown single-hole state with respect to the
Sn core. Exploiting this crucial new experimental information, shell-model calculations were performed to study the structure of experimentally inaccessible
=82 isotones below
Sn. The results evidence a surprising absence of proton subshell closures along the chain of
=82 isotones. This finding bears consequences on the evolution of the
=82 shell gap along the r-process path.