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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：1 パーセンタイル：10.47(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

The $$^{95}$$Zr($$n, gamma$$)$$^{96}$$Zr cross section from the surrogate ratio method and its effect on $$s$$-process nucleosynthesis

Yan, S. Q.*; Li, Z. H.*; Wang, Y. B.*; 西尾 勝久; Lugaro, M.*; Karakas, A. I.*; 牧井 宏之; Mohr, P.*; Su, J.*; Li, Y. J.*; et al.

Astrophysical Journal, 848(2), p.98_1 - 98_8, 2017/10

https://doi.org/10.3847/1538-4357/aa8c74
 被引用回数：5 パーセンタイル：22.24(Astronomy & Astrophysics)

The $$^{95}$$Zr($$n, gamma$$)$$^{96}$$Zr reaction cross section is crucial in the modelling of $$s$$-process nucleosynthesis in asymptotic giant branch stars because it controls the operation of the branching point at the unstable $$^{95}$$Zr and the subsequent production of $$^{96}$$Zr. We have carried out the measurement of the $$^{90}$$Zr($$^{18}$$O,$$^{16}$$O) and $$^{94}$$Zr($$^{18}$$O,$$^{16}$$O) reactions and obtained the $$gamma$$-decay probability ratio of $$^{92}$$Zr$$^{*}$$ and $$^{96}$$Zr$$^{*}$$ to determine the $$^{95}$$Zr($$n, gamma$$)$$^{96}$$Zr reaction cross sections with the surrogate ratio method. We tested our deduced maxwellian-averaged cross section in stellar models with masses between 2 and 6 $$M_{odot}$$ and metallicities 0.014 and 0.03. The largest changes - up 80 % variations in $$^{96}$$Zr - are seen in the models of 3-4 $$M_{odot}$$, where the $$^{22}$$Ne neutron source is mildly activated. The new rate can still provide a match to data from meteoritic stardust silicon carbide grains, provided the maximum mass of the parent stars is below 4 $$M_{odot}$$, for a metallicity of 0.03.

論文

Reanalysis of the ($$J$$ = 5) state at 592 keV in $$^{180}$$Ta and its role in the $$nu$$-process nucleosynthesis of $$^{180}$$Ta in supernovae

早川 岳人; Mohr, P.*; 梶野 敏貴*; 千葉 敏; Mathews, G. J.*

Physical Review C, 82(5), p.058801_1 - 058801_4, 2010/11

https://doi.org/10.1103/PhysRevC.82.058801
 被引用回数：14 パーセンタイル：67.07(Physics, Nuclear)

ニュートリノ過程における$$^{180}$$Taアイソマーの生成を分析した。592keVに存在する($$J$$=5)状態の影響の可能性を、計測されている半減期から導かれた遷移確率を元に分析した。この遷移確率は過去の研究で評価されたものより現実的な値である。その結果、過去の評価と比較してこの状態の影響が小さいことが判明した。アイソマー生成率は、0.39から0.38の値に変化しただけである。一方、過去に評価した遷移確率を用いた場合には0.18と劇的に変化する。この結果は、$$^{138}$$Laと$$^{180}$$Taの両方が電子ニュートリノの温度が4MeVの時に、超新星ニュートリノ過程で生成されたとする過去の結果を支持する。

論文

Photodisintegration cross section measurements on $$^{186}$$W, $$^{187}$$Re and $$^{188}$$Os; Implications for the Re-Os cosmochronology

静間 俊行; 宇都宮 弘章*; Mohr, P.*; 早川 岳人; 後神 進史*; 牧永 あや乃*; 秋宗 秀俊*; 山県 民穂*; 太田 雅久*; 大垣 英明*; et al.

Physical Review C, 72(2), p.025808_1 - 025808_9, 2005/08

https://doi.org/10.1103/PhysRevC.72.025808
 被引用回数：41 パーセンタイル：89.92(Physics, Nuclear)

産業技術総合研究所のレーザー逆コンプトン$$gamma$$線を用いて、$$^{186}$$W, $$^{187}$$Re, $$^{188}$$Os核の光核反応実験を行い、中性子放出のしきい値エネルギー近傍の詳細な断面積を測定した。得られた実験データと核統計模型による計算値との比較を行い、良い一致が得られた。$$^{187}$$Os核には、励起エネルギー9.75keVに第一励起状態が存在しており、元素合成過程の高温状態下では、この状態が強く生成されていたと考えられる。そこで、今回得た光核反応$$^{188}$$Os($$gamma,n$$)の断面積データを用いて、$$^{187}$$Os第一励起状態からの中性子捕獲反応断面積の評価を行い、Re-Os宇宙時計に適用した。

論文

Photoneutron cross section measurements on $$^{186}$$W, $$^{187}$$Re and $$^{188}$$Os for cosmochronology

静間 俊行; 宇都宮 弘章*; 後神 進史*; Mohr, P.*; 早川 岳人; 牧永 あや乃*; 原 かおる*; 大垣 英明*; Lui, Y.-W.*; Goriely, S.*

Nuclear Physics A, 758, p.561c - 564c, 2005/07

産業技術総合研究所のレーザー逆コンプトン$$gamma$$線を用いて、$$^{186}$$W, $$^{187}$$Re, $$^{188}$$Os核に対する光核反応断面積の精密測定を行った。Hauser-Feshbach核統計模型に基づき、逆過程である$$^{185}$$W, $$^{186}$$Re及び$$^{187}$$Os核の中性子捕獲反応断面積を評価した。s過程分岐点核$$^{185}$$W, $$^{186}$$Re及び$$^{187}$$Osの第一励起状態からの中性子捕獲のs過程に対する寄与について明らかにした。さらに、この結果を、$$^{187}$$Re-$$^{187}$$Os宇宙時計に適用し、元素合成時からの年代について議論する。

論文

$$s$$-process branching at $$^{185}$$W revised

Mohr, P.*; 静間 俊行; 植田 裕康*; 後神 進史*; 牧永 あや乃*; 原 かおる*; 早川 岳人; Lui, Y.-W.*; 大垣 英明*; 宇都宮 弘章*

Physical Review C, 69(3), p.032801_1 - 032801_4, 2004/03

https://doi.org/10.1103/PhysRevC.69.032801
 被引用回数：33 パーセンタイル：84.16(Physics, Nuclear)

逆反応過程を用いて、s過程の分岐点核である不安定核種$$^{185}$$Wの中性子捕獲反応断面積を評価した。$$^{186}$$Wの光核反応断面積の測定は、産業技術総合研究所のレーザー逆コンプトン$$gamma$$線を用いて行った。核統計模型から、$$s$$過程で重要な温度である$$kT=30$$keVにおいて、$$^{185}$$Wの中性子捕獲反応断面積として、$$sigma=553pm60$$mbを得た。この値は、従来のものよりも小さく、AGB星模型では、$$s$$過程において生成される$$^{186}$$Osの生成量が過大評価されることが明らかになった。

論文

Alpha-decay rates of Yb and Gd in solar-neutrino detectors

藤原 守; 川畑 貴裕*; Mohr, P.*

Journal of Physics G; Nuclear and Particle Physics, 28(4), p.643 - 648, 2002/04

https://doi.org/10.1088/0954-3899/28/4/305
 被引用回数：13 パーセンタイル：58.63(Physics, Nuclear)

太陽ニュートリノ検出器としてYbやGd金属を使用し、20~30トンもの巨大な検出器を作ろうとの計画がある。このような場合に$$alpha$$崩壊がYbやGdから発生するとバックグラウンドとなり測定に支障が発生する。論文では$$^{152}$$Gdが問題となることを指摘し、かつ、$$^{186}$$Ybが極端な長寿命$$alpha$$崩壊核であり、この寿命が測定可能なも知れないことを指摘した。また、希土類アイソトープに対しての$$alpha$$崩壊寿命に対する公式を導出した。

口頭

$$^{180}$$Taの励起状態と$$gamma$$遷移確率の超新星ニュートリノ過程及びs過程に対する影響

早川 岳人; 千葉 敏; 梶野 敏貴*; Mathews, G. J.*; Mohr, P.*

no journal, , 

われわれは$$^{180}$$Taの核構造(励起状態,$$gamma$$遷移確率)及び、超新星ニュートリノ過程と遅い中性子捕獲反応過程に対する影響を議論する。$$^{180}$$Taの基底状態は約8時間の半減期でベータ崩壊するが、一方で77keVの励起エネルギーに準安定なアイソマーが存在する。恒星の中の高温な環境下では、基底状態とアイソマーは高励起状態を経由した($$gamma$$, $$gamma$$')反応によってリンクしている。

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