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論文

Optimization of a 9 MeV electron accelerator bremsstrahlung flux for photofission-based assay techniques using PHITS and MCNP6 Monte Carlo codes

Meleshenkovskii, I.*; 小川 達彦; Sari, A.*; Carrel, F.*; Boudergui, K.*

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 483, p.5 - 14, 2020/11

核分裂性物質の検知を目的として、制動放射線を検知対象に照射して光核分裂反応を発生させ、放出される中性子線を観測する技術が注目されている。この技術で制動放射線を発生させるための電子加速器は、同等の性能を発揮する中性子源と比べて放射化や即発線量が低く、装置の小型化が容易という利点がある。一方、光核分裂反応は中性子誘導核分裂反応より断面積が低いため、電子線ターゲットや制動放射線の取り出し口、照射野などを最適化することが検知効率の向上に必要となる。本研究では、汎用モンテカルロ放射線輸送計算コードMCNPとPHITSを用いて、最適化に必要な要素を明らかにした。その結果、ターゲットでの制動放射線の生成は原子番号の高い元素の方が有利であるが、発生した光子がターゲット周辺で($$gamma$$,n)二次反応を起こし、中性子を生成するため、光子によって起こる早い光核分裂反応と、中性子による遅い核分裂が混在し、最終的な検出対象である核分裂の発生時間が広がる問題が明らかとなった。また、中性子を生じる二次反応は電子線ターゲットだけではなく、ターゲット周辺の遮蔽材でも発生するため、中性子放出スレッショルドが高い元素を遮蔽材として選択するなどの工夫が必要であることが明らかになった。

論文

Competition between allowed and first-forbidden $$beta$$ decay; The Case of $$^{208}$$Hg $$rightarrow$$ $$^{208}$$Tl

Carroll, R. J.*; Podoly$'a$k, Zs.*; Berry, T.*; Grawe, H.*; Alexander, T.*; Andreyev, A. N.; Ansari, S.*; Borge, M. J. G.*; Brunet, M.*; Creswell, J. R.*; et al.

Physical Review Letters, 125(19), p.192501_1 - 192501_6, 2020/11

The $$beta$$ decay of $$^{208}$$Hg into the one-proton hole, one neutron-particle $$^{208}_{81}$$Tl$$_{127}$$ nucleus was investigated at CERN-ISOLDE. Shell-model calculations describe well the level scheme deduced, validating the proton-neutron interactions used, with implications for the whole of the $$N > 126$$, $$Z < 82$$ quadrant of neutron-rich nuclei. While both negative and positive parity states with spin 0 and 1 are expected within the $$Q_{beta}$$ window, only three negative parity states are populated directly in the $$beta$$ decay. The data provide a unique test of the competition between allowed Gamow-Teller and Fermi, and first-forbidden $$beta$$ decays, essential for the understanding of the nucleosynthesis of heavy nuclei in the rapid neutron capture process. Furthermore, the observation of the parity changing $$0^{+} rightarrow 0^{-} beta$$ decay where the daughter state is core excited is unique, and can provide information on mesonic corrections of effective operators.

論文

High-temperature short-range order in Mn$$_3$$RhSi

山内 宏樹; Sari, D. P.*; 渡邊 功雄*; 安井 幸夫*; Chang, L.-J.*; 近藤 啓悦; 伊藤 孝; 石角 元志*; 萩原 雅人*; Frontzek, M. D.*; et al.

Communications Materials (Internet), 1, p.43_1 - 43_6, 2020/07

中性子とミュオンの相補利用により、720Kまでの高温での短距離磁気秩序現象をMn$$_3$$RhSiで発見した。

論文

Investigation of the $$Delta$$$$n$$ = 0 selection rule in Gamow-Teller transitions; The $$beta$$-decay of $$^{207}$$Hg

Berry, T. A.*; Podoly$'a$k, Zs.*; Carroll, R. J.*; Lic$u{a}$, R.*; Grawe, H.*; Timofeyuk, N. K.*; Alexander, T.*; Andreyev, A. N.; Ansari, S.*; Borge, M. J. G.*; et al.

Physics Letters B, 793, p.271 - 275, 2019/06

 被引用回数:1 パーセンタイル:63.02(Astronomy & Astrophysics)

Gamow-Teller $$beta$$ decay is forbidden if the number of nodes in the radial wave functions of the initial and final states is different. This $$Delta$$$$n$$ = 0 requirement plays a major role in the $$beta$$ decay of heavy neutron-rich nuclei, affecting the nucleosynthesis through the increased half-lives of nuclei on the astrophysical $$r$$-process pathway below both $$Z$$ = 50 (for $$N >$$ 82) and $$Z$$ = 82 (for $$N >$$ 126). The level of forbiddenness of the $$Delta$$$$n$$ = 1 $$nu$$1$$g_{9/2} rightarrow pi$$0$$g_{7/2}$$ transition has been investigated from the $$beta^{-}$$ decay of the ground state of $$^{207}$$Hg into the single-proton-hole nucleus $$^{207}$$Tl in an experiment at the ISOLDE Decay Station. From statistical observational limits on possible $$gamma$$-ray transitions depopulating the $$pi$$0$$g^{-1}_{7/2}$$ state in $$^{207}$$Tl, an upper limit of 3.9$$times$$10$$^{-3}$$ % was obtained for the probability of this decay, corresponding to log$$ft >$$ 8.8 within a 95% confidence limit. This is the most stringent test of the $$Delta$$$$n$$ = 0 selection rule to date.

論文

Magnetic properties of one-dimensional quantum spin system Rb$$_2$$Cu$$_2$$Mo$$_3$$O$$_{12}$$ studied by muon spin relaxation

河村 聖子; 富安 啓輔*; 幸田 章宏*; Sari, D. P.*; Asih, R.*; Yoon, S.*; 渡邊 功雄*; 中島 健次

JPS Conference Proceedings (Internet), 21, p.011007_1 - 011007_5, 2018/03

Rb$$_2$$Cu$$_2$$Mo$$_3$$O$$_{12}$$は、スピンフラストレートしたS=1/2ジグザグ鎖をもつ量子スピン系である。この系の磁気基底状態は、非整合なスピン1重項であることが、理論研究から予想されている。また最近では、磁場中でこの系が強誘電性を示すことも報告されている。我々は、この系の磁気的性質を調べるため、ミュオンスピン緩和法を用いた実験を行った。測定した温度領域0.06K$$sim$$250Kにわたり、核双極子場による遅いミュオンスピン緩和が観測された。この結果は、この系の基底状態が非磁性であることを明確に示している。さらに、内部磁場の分布が、10K以下でわずかに増加していることがわかった。この温度変化は、磁場中の電気分極の振る舞いに似ていることから、局所的な磁気状態の変化あるいは分極が、零磁場中でも生じている可能性を示唆している。

論文

Radiation-induced grafting of acrylonitrile monomer onto cellulose nonwoven fabric

佐伯 誠一; Puspitasari, T.*; 瀬古 典明

JAEA-Review 2011-043, JAEA Takasaki Annual Report 2010, P. 44, 2012/01

液相における放射線グラフト重合法では、環境・人体に悪影響を及ぼす懸念のある有機溶媒を多用する場合が多いため、有機溶媒使用量の低減が望まれている。本研究では、有機溶媒の代替としてモノマーを水に分散させるo/wエマルジョン溶液を用いて放射線グラフト重合を試みた。重合モノマーにアクリロニトリル、基材にセルロース製不織布、界面活性剤にTween80を用いてエマルジョン溶液を調液してグラフト実験を行った結果、ジメチルスルホキシド等の有機溶媒を使用した場合に比較して、著しくグラフト率が増加することがわかった。また、グラフト率は界面活性剤濃度にあまり依存せず、アクリロニトリル濃度に大きく依存することがわかった。以上より、アクリロニトリルを用いた放射線エマルジョングラフト重合は、有機溶媒の使用量の低減に加え、高効率にグラフト反応を促進することが示された。

論文

Radiation-induced grafting of acrylonitrile monomer onto cellulose nonwoven fabric

佐伯 誠一; Puspitasari, T.*; 瀬古 典明

Proceedings of 12th International Conference on Radiation Curing in Asia (RadTech Asia 2011) (Internet), p.124 - 125, 2011/06

Cellulose has been studied as trunk polymer of radiation-induced grafting as well as synthetic polymers. However, cellulose is easy to be degraded and be brittle by irradiation. In this topic, to lower the dose for radiation-induced grafting on cellulose, radiation-induced grafting with o/w emulsion which has ever succeeded to achieve high degree of grafting on synthetic polymer with lower dose was studied using acrylonitrile monomer as a model of typical vinyl monomer. As a result, degree of grafting in the case of emulsion system increased remarkably compared to organic solvent system. And, from 10% to 20% of acrylonitrile monomer concentration, micelle size and degree of grafting increased with increment of acrylonitrile monomer concentration respectively. It is assumed that larger micelles accelerate grafting reaction. As a whole, the effectiveness of radiation emulsion grafting were elucidated even in the case of cellulose as well as trunk polymer.

口頭

アクリロニトリルを用いた放射線エマルジョングラフト重合の検討

佐伯 誠一; Puspitasari, T.*; 瀬古 典明

no journal, , 

従来の放射線グラフト重合では溶媒としてジメチルスルホキシド等の有機溶媒を使用することから、その使用量の低減が検討されている。本研究では、有機溶媒の代替としてo/wエマルジョンを用いて、アクリロニトリルの不織布への放射線グラフト重合を試みた。結果、ジメチルスルホキシド等の有機溶媒を使用した場合と比較して、著しいグラフト率の増加を確認し、効率的にモノマーを消費できることが示された。また、グラフト率は界面活性剤濃度にあまり依存せず、アクリロニトリル濃度に大きく依存した。以上より、アクリロニトリルを用いた放射線エマルジョングラフト重合は、有機溶媒使用量を低減しながらも、高効率にグラフト反応を促進することが示された。

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