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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

Radiochemical study of the kinematics of multi-nucleon transfer reactions in $$^{48}$$Ca + $$^{248}$$Cm collisions 10% above the Coulomb barrier

G$"o$tz, M.*; G$"o$tz, S.*; Kratz, J. V.*; D$"u$llmann, Ch. E.*; Mokry, Ch.*; Runke, J.*; Th$"o$rle-Pospiech, P.*; Wiehl, N.*; Sch$"a$del, M.; Ballof, J.*; et al.

Nuclear Physics A, 961, p.1 - 21, 2017/05

 被引用回数:3 パーセンタイル:38.58(Physics, Nuclear)

$$^{48}$$Ca + $$^{248}$$Cmの多核子移行反応の運動学を多層捕集箔法と放射化学分離法を用いて調べた。過去の研究で、生成核の同位体分布の幅が、標的よりも重い同位体より軽い同位体の方が広いことが知られており、標的よりも軽い同位体の方がエネルギーロスの大きな衝突の成分が多いためと解釈されてきた。しかし、本研究で両者の平均的な全運動エネルギー損失、すなわち平均励起エネルギーの大きさが測定され、両者に大きな違いがないことが明らかになった。このことは過去の解釈と矛盾するため、本研究では、高い励起エネルギーを持って生成される標的よりも重い同位体は核分裂によって失われる、という新しい解釈を提案した。

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

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

Rapid synthesis of radioactive transition-metal carbonyl complexes at ambient conditions

Even, J.*; Yakushev, A.*; D$"u$llmann, C. E.*; Dvorak, J.*; Eichler, R.*; Gothe, O.*; Hild, D.*; J$"a$ger, E.*; Khuyagbaatar, J.*; Kratz, J. V.*; et al.

Inorganic Chemistry, 51(12), p.6431 - 6433, 2012/06

 被引用回数:22 パーセンタイル:20.37(Chemistry, Inorganic & Nuclear)

COを含んだガス中で核融合生成物あるいは核分裂生成物を減速し止めることによって、放射性遷移金属のカルボニル錯体を高い効率で簡易に合成することが可能であることを見いだした。特に、Mo, WそしてOsの錯体に注目し、実験条件として容易に得られる室温・約1気圧の条件下で容易に反応が起こることが明らかになった。合成された錯体は非常に揮発性が高いため、直接扱う場合もさらなる研究に利用する場合も、ガスの流れによってほとんど損失せず実験装置に搬送することが可能である。このような迅速合成技術は、半減期が短い核種を研究対象とする放射化学的な研究に特に有効であり、例えば超重元素の化学的性質研究などへの応用が期待される。

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

Experimental study of the $$^{238}$$U($$^{36}$$S, 3-5$$n$$)$$^{269-271}$$Hs reaction leading to the observation of $$^{270}$$Hs

Graeger, R.*; Ackermann, D.*; Chelnokov, M.*; Chepigin, V.*; D$"u$llmann, C. E.*; Dvorak, J.*; Even, J.*; Gorshkov, A.*; He${ss}$berger, F. P.*; Hild, D.*; et al.

Physical Review C, 81(6), p.061601_1 - 061601_5, 2010/06

 被引用回数:33 パーセンタイル:9.97(Physics, Nuclear)

The deformed doubly-magic nucleus $$^{270}$$Hs so far has only been observed as the four-neutron (4n) evaporation residue of the reaction $$^{26}$$Mg + $$^{248}$$Cm, where a maximum cross section of 3 pb was measured. Theoretical studies on the formation of $$^{270}$$Hs in the 4n evaporation channel of fusion reactions with different entrance channel asymmetry in the framework of a two-parameter Smoluchowski equation predict the reactions $$^{48}$$Ca + $$^{226}$$Ra and $$^{36}$$S + $$^{238}$$U to result in higher cross sections due to lower reaction Q-values. Here, we report on the first measurement of evaporation residues formed in the fusion reaction $$^{36}$$S + $$^{238}$$U and the observation of $$^{270}$$Hs, produced in the 4n evaporation channel, with a measured cross section of 0.8 pb at 51 MeV excitation energy. The one event cross section limits for the 3n, 4n, and 5n evaporation channels at 39 MeV excitation energy are 2.9 pb, while the cross section limits of the 3n and 5n channel at 51 MeV are 1.5 pb. This is significantly lower than the 5n cross section of the $$^{26}$$Mg + $$^{248}$$Cm reaction at a similar excitation energy.

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。

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

 被引用回数:94 パーセンタイル:5(Physics, Multidisciplinary)

By using the complete fusion reaction $$^{26}$$Mg+$$^{248}$$Cm, superheavy nuclide $$^{271}$$Hs was produced in the 3$$n$$ evaporation channel. The experiment was carried out at UNILAC in GSI, Darmstadt, Germany. The fusion products were separated from other reaction products by using an online chemical separation and detection system. The new isotope $$^{271}$$Hs (Z=108) was identified by its $$alpha$$ decay properties and excitation functins as function of bombading energy of $$^{26}$$Mg, where excitation functions for 4$$n$$ and 5$$n$$ channel isotopes $$^{270,269}$$Hs were also observed. The $$^{271}$$Hs was produced at bombarding energy well below the Bass barrier. Because of the prolate deformation of $$^{238}$$U, Coulomb barrier decreases at polar collisions, allowing the system to fuse even in sub-barrier energies.

論文

Doubly magic nucleus $$^{270}_{108}$$Hs$$_{162}$$

Dvorak, J.*; Br$"u$chle, W.*; Chelnokov, M.*; Dressler, R.*; D$"u$llmann, Ch. E.*; Eberhardt, K.*; Gorshkov, V.*; J$"a$ger, E.*; Kr$"u$cken, R.*; Kuznetsov, A.*; et al.

Physical Review Letters, 97(24), p.242501_1 - 242501_4, 2006/12

 被引用回数:117 パーセンタイル:4(Physics, Multidisciplinary)

超重核領域で理論的に予想されていた変形した二重魔法核$$^{270}_{108}$$Hs$$_{162}$$を初めて実験的に確認した。実験はドイツ重イオン研究所(GSI)で行った。$$^{248}$$Cm+$$^{26}$$Mg反応で合成されたHs同位体を、迅速気相化学分離法で選択に分離し、$$alpha$$壊変エネルギーとそれに伴う15事象の壊変連鎖から$$^{270}_{108}$$Hsを同定した。また$$alpha$$壊変エネルギーから$$Q_{alpha}$$値を$$9.02 pm 0.03$$と決定した。$$^{270}_{108}$$Hsの生成断面積は約3pbであった。

論文

Fluoride complexation of rutherfordium (Rf, element 104)

Strub, E.*; Br$"u$chle, W.*; Eichler, R.*; G$"a$ggeler, H. W.*; Glatz, J. P.*; Grund, A.*; G$"a$rtner, M.*; J$"a$ger, E.*; Jost, D.*; Kirbach, U.*; et al.

1st International Conference on the Chemistry and Physics of the Transactinide Elements; Extended Abstracts, 4 Pages, 1999/00

硝酸・フッ酸混合溶液を溶離液として104番元素ラザホージウム(Rf)のイオン交換挙動を同族のZr, Hf及び擬4族のThと比較した。特にフッ酸濃度に対する分配係数の変化を観測することで、それぞれの元素のフッ素イオンとの錯イオン形成の傾向を調べた。その結果、RfはZr, HfよりむしろThに近い挙動を示すことがわかった。錯体形成は一般的にイオン半径の影響を大きく受けるため、Rf$$^{4+}$$のイオン半径がTh$$^{4+}$$に近くHf$$^{4+}$$やZr$$^{4+}$$より大きいと考えると相対論拡大効果がアクチノイド収縮より大きな影響を与えている可能性を示す。

論文

Chromatographic studies of rutherfordium (element 104) with tributylphosphate

Br$"u$chle, W.*; Eichler, B.*; G$"a$ggeler, H. W.*; Guenther, R.*; J$"a$ger, E.*; Jost, D.*; Kratz, J. V.*; 永目 諭一郎; Paulus, W.*; Pershina, V.*; et al.

Proceedings of 1st International Conference on the Chemistry and Physics of the Transactinide Elements, 3 Pages, 1999/00

周期表第4族に属するZr,Hf並びに超アクチノイド元素Rfの塩酸溶液からトリブチルリン酸(TBP)への抽出挙動を調べた。8M HCl/TBP系においてZr, Hf, Rfそれぞれの分配係数は1180, 65,150となりTBPへの抽出はHf$$<$$Rf$$<$$Zrの順で大きくなるという興味ある結果が得られた。これは元素の周期性だけからは説明できない。したがって、相対論効果を考慮した理論計算に、加水分解と錯形成間の競争過程を導した計算を行うと実験の傾向をよく再現できることがわかった。

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